戶內(nèi)變電站噪聲治理技術的探討與實施

朱孔陽

(廣東省輸變電工程公司，廣東 廣州 510160)

戶內(nèi)變電站噪聲治理技術的探討與實施

朱孔陽

(廣東省輸變電工程公司，廣東 廣州 510160)

對位于城市居民區(qū)戶內(nèi)變電站的噪聲進行分析，指出噪聲主要來源于主變壓器和排風機。從選址、節(jié)能環(huán)保、降噪等角度對戶內(nèi)變電站進行研究，提出戶內(nèi)變電站噪聲控制方案。采用自然通風和機械通風相結合的方式，冬季和過渡季節(jié)采用自然通風，夏季采用機械排風，根據(jù)主變壓器室內(nèi)溫度自動控制風機運轉(zhuǎn)臺數(shù)達到節(jié)能目的。主變壓器室和風機房采用消聲百葉窗，墻面布置雙層吸音墻,有效降低噪聲的排放，避免噪聲對站區(qū)周邊居民的干擾。

戶內(nèi)變電站；城區(qū)；噪聲控制；節(jié)能環(huán)保

隨著社會的發(fā)展，城市發(fā)展規(guī)模越來越大，居民用電量與日俱增，越來越多的變電站建在居民密集區(qū)，但新建變電站的噪聲問題會影響周邊居民的休息[1]。因此，降低噪聲對周圍居民的危害，同時又能達到節(jié)能減排的目的，是建設綠色電網(wǎng)的重要內(nèi)容之一。

根據(jù)《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準》和《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》的規(guī)定，位于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)的戶內(nèi)變電站，屬于Ⅱ類地區(qū)，噪聲排放值白天應低于60 dB，夜間應低于50 dB的限值。通過分析變電站噪聲產(chǎn)生的原因，從節(jié)能角度出發(fā)，對變電站的選址、平面布局、消聲降噪的措施等方面進行研究。

1 噪聲分析

1.1 變壓器噪聲

變壓器的噪聲分為變壓器本體噪聲和變壓器冷卻系統(tǒng)噪聲[2]。變壓器內(nèi)部硅鋼片的磁致伸縮，導致鐵芯振動產(chǎn)生噪聲[3]。冷卻系統(tǒng)的噪聲來自于變壓器風扇和油泵[4]。

1.2 風機噪聲

主變壓器室屋頂風機也是噪聲的來源之一，風機在額定工況下運轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生的噪聲可分為3種：空氣紊流噪聲、機械噪聲和電磁噪聲。以某戶內(nèi)220 kV變電站為例，采用單臺180 MVA變壓器，通過計算變壓器無功損耗和有功損耗，排除這些熱量排風量可達140 000 m3/h，每個主變室排風由4臺離心式風機負責，每臺風機排風量為35 000 m3/h，氣流組織在風機出口處風速高，氣流擾動大，產(chǎn)生的噪聲較大。

2 選址及布局

城市戶內(nèi)220 kV變電站選址要盡量避開0類和1類對噪聲標準要求嚴格的區(qū)域，主變壓器的進風口和屋頂風機的排風口應盡量避免直接朝向居民區(qū)。廣東地區(qū)屬于夏熱冬暖地區(qū)，冬季不需要考慮供暖，只考慮炎熱季節(jié)散熱問題。主變壓器室的房間朝向盡量北向，減少炎熱季節(jié)時室內(nèi)的冷負荷，減少風機的能耗。

3 降噪方案

3.1 主變壓器室

主變壓器室進風百葉窗設在主變壓器室下部位置，進風百葉兼具防雨結構。降噪采取的措施有：將主變壓器室檢修門更換為隔聲門，墻體布置吸聲墻，進風百葉窗更換為消聲百葉窗。

a．通風消聲百葉窗(用于進風口和出風口)由吸聲片(彩鋼板沖微孔)、吸音棉、玻璃絲布、鋁網(wǎng)等組成，厚270 mm，有效通風面積為55%，具有良好的防暴雨性能，消聲量為15 dB以上。

b.吸音墻在主變室內(nèi)的四周，安裝雙層吸音墻(厚80 mm)，能有效消耗噪聲的能量，使主變室的聲音降低8 dB以上。該吸聲墻板針對變壓器噪聲頻率特性，從穿孔率、孔徑及空腔厚度進行了優(yōu)化設計。

c.隔音小門面板采用1.2 mm的彩鋼板，背板用0.8 mm的彩鋼板，隔聲量大于20 dB，能承受0.70 kN/m2的風荷載。根據(jù)變電站需要通風散熱的要求，變壓器室下部設置消聲百葉窗，在主變器室上空設置電動百葉窗和風機房，空氣流動均勻順暢，不會形成短路和死角，有效提高了室內(nèi)通風散熱效率。

3.2 風機

a.通風風機本體的噪聲盡量在源頭控制以及切斷噪聲傳播途徑，可采用風機柜或風機箱，以及對風機本身加強隔振措施，同時風機房也布置吸聲墻和消聲百葉窗，可充分降低噪聲和振動。

b.風機出風口加裝消聲器和靜壓箱，能有效降低噪聲的排放。在風機噪聲中，出氣口由于氣流組織呈紊流狀態(tài)，產(chǎn)生的噪聲值高。噪聲源控制是最有效措施，可在風機出口安裝消聲器。目前市場上的消聲器產(chǎn)品種類較多，分為阻性消聲器和抗性消聲器兩大類，由于通風機噪聲屬于高頻噪聲，一般采用阻性消聲器控制，目前阻性消聲器有蜂窩式、管式、折板式和片式等類型。消聲器的消聲量估算為：

ΔLp=1.1φ(α0)PL/S

(1)

式中：α0為阻性材料的吸聲系數(shù)；φ為與α0有關的消聲系數(shù)；P為消聲器通道斷面周長，m；S為

消聲器通道有效橫截面積，m2；L為消聲器有效部分長度，m。

4 節(jié)能方案

4.1 通風方式

主變壓器室采用自然進風，自然排風和機械排風相結合的方式。冬季和過渡季節(jié)采用自然排風方式，主變室上空電動百葉窗打開，利用熱壓將室內(nèi)熱空氣排出室外。風機和電動百葉聯(lián)動，當夏季室內(nèi)溫度高于45 ℃時，電動百葉窗關閉，屋頂離心風機啟動，將室內(nèi)熱量排出室外。此外，建議主變壓器室的進風方向宜從北向進入，進風溫度較低，有利于變壓器室散熱。

4.2 風機運行控制

在主變壓器室設置溫度感應裝置，根據(jù)室內(nèi)溫度控制風機運行臺數(shù)。當室溫上升至35 ℃時，啟動1臺風機，當室溫超過38 ℃時，啟動2臺風機，當室溫超過40 ℃時，啟動3臺風機，當室溫超過42 ℃時，所有風機開啟運行。

5 結束語

綜上所述，從選址、節(jié)能、降噪等角度對戶內(nèi)220 kV變電站進行研究，通過工程的實際應用，取得了良好效果，站區(qū)周邊噪聲均滿足Ⅱ類地區(qū)要求，噪聲排放低于白天60 dB及夜間50 dB的限值，對降低城市中新建戶內(nèi)變電站的噪聲具有參考價值。值得注意的是，優(yōu)化主變室的氣流組織將會更好地增強主變室的散熱效果，如將進風口位置從側(cè)墻改為多風口主變下部進風，減小風機排風量，對節(jié)能和降噪都有十分積極的意義。

[1] 陳興旺，周 兵，周茜茜，等.不同電壓等級變電站噪聲主觀煩惱對比[J].環(huán)境工程， 2015, 33(5): 89-91.

[2] 姜 海.110～220 kV變電站噪聲識別評價系統(tǒng)構建及控制技術工藝研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學, 2014: 1-6.

[3] 鄭 玥.變電站噪聲人體主觀感受及其聲調(diào)控方法研究[D].杭州：浙江大學, 2012: 51-59.

[4] 宋大勇, 王淑琴, 潘景龍.風機入口噪聲過大原因分析[J].東北電力技術, 2008，29(3): 9-11.

Discussion on Noise Control Technology of Indoor Substation

ZHU Kongyang

(Guangdong Power Transmission and Transformation Engineering Company，Guangzhou,Guangdong 510160,China)

The noise of indoor substations in urban areas is analyzed, noise comes from main transformer and exhaust fan.In this paper, based on the location,noise control,energy-saving and environmental-protection, a technical scheme for noise control of indoor substations in urban area is proposed.There are natural ventilation and mechanical ventilation, natural ventilation is used in winter and transitional seasons, mechanical ventilation is used in summer.Automatically adjusting numbers of operating fan by the temperature of transformer room can get purpose of saving energy.Main transformer and the fan room with window-blinds, double sound-absorbing material wall can reduce noise emissions effectively and protect residents health.

indoor substation; urban area; noise control; energy saving and environmental protection

TM63

A

1004-7913(2017)01-0024-02

2016-11-14)

朱孔陽(1984) ，男，碩士，工程師，從事變電站設計研究工作。