基于Predictor-LimA模型的城市典型戶外式110kV變電站噪聲預測

黃軼康，邱勇軍，張袁豐

（江蘇方天電力技術有限公司，江蘇 南京 211102）

0 引 言

隨著城市化進程的不斷推進，部分變電站逐漸處于城市中心或人口密集區，造成變電站與居民住宅等環境敏感目標的矛盾不斷增加[1]。因為噪聲來源廣、危害性大[2]，國家有關部門已將相關條例納入法制化管理，所以研究城市變電站的噪聲，對保護人們利益和保障輸電工程規劃、建設及運行具有重大意義[2-3]。

本文首次嘗試采用Predictor-LimA模型建立戶外式城市變電站噪聲傳播預測模型，以3D形式準確展示變電站噪聲聲源的大小、噪聲傳播的范圍以及噪聲的影響程度。

1 研究方法

1.1 預測模型簡介

城市典型戶外式110kV變電站噪聲預測模型由Predictor-LimA模型模擬而成。Predictor-LimA由丹麥的B&K開發，是一款環境噪聲預測專用軟件。該軟件可模擬多種聲源，包括風機、墻面、屋頂、移動點源、公路及鐵路等[4]，同時支持戶外噪聲影響設施如隔音屏障、建筑、橋梁、地面區域、綠化區域、工業場地及住宅區域[5]等。

1.2 區域網格的構建

選取江蘇省某110kV典型戶外式變電站為研究對象，應用Predictor-LimA軟件進行噪聲預測，將預測值與實際值進行對比分析。模型網格單元的大小為1 m×1 m，變電站網格單元東西方向長度為45 m，南北方向長度為55 m，噪聲預測研究區域拓寬至變電站外圍四周各10 m，共概化出5 183個網格單元。如圖1所示，城市110kV戶外式變電站噪聲預測模型都建立在該空間概化結果之上。

圖1 研究區域計算網格圖

2 模型建立

2.1 模 型

以江蘇省內某典型城市戶外式變電站為實例，根據變電站尺寸和站內設備布置情況設置預測點位。利用Predictor-LimA軟件進行建模，模型涉及110kV主變壓器、主控室及圍墻。按照《變電站噪聲控制技術導則》（DL/T 1518-2016）要求，將110kV主變等效為5 m×4 m×3.5 m的面聲源，將主控室圍墻和變電站圍墻均等效為反射率為0.8的聲屏障，高度則均按照實際尺寸。

2.2 聲源識別

通常，變電站內產生的噪聲來自變壓器和電抗器。變壓器噪聲由本體噪聲和冷卻系統噪聲疊加而成[6-8]。110kV變電站的主要聲源為主變壓器噪聲，參照《變電站噪聲控制技術導則》（DL/T 1518-2016）中110kV主變聲源的聲壓級參數設置，設定主變聲源源強。

2.3 預測布點

按照《工業企業廠界環境噪聲排放標準》（GB 12348-2008）中測量布點的要求，布置模型預測點位。在變電站四周圍墻外1 m、高于圍墻0.5 m處，各放置1個預測計算點。

2.4 模擬分析

通常，典型戶外式110kV變電站有2臺主變，且主變尺寸較大，輻射產生的聲場較復雜，進而形成相對集中的區域性強聲源。選用領先的聲環境模擬軟件Predictor-LimA進行建模和分析計算，得到的噪聲傳播模擬圖如圖2所示。該區域變電站噪聲傳播構成點-面-立體的復雜聲場模型。

3 結果與討論

本文采用Predictor-LimA軟件建模進行噪聲預測，參照噪聲傳播疊加公式，疊加所在區域的背景噪聲，計算出各廠界預測點的最大環境預測值，并與聲環境實測值進行對比，結果如表1所示。

圖2 變電站主變噪聲傳播模擬圖

表1 噪聲預測值與實測值對比表

由表1可知，考慮主變壓器噪聲和背景噪聲的疊加影響后，計算得到圍墻外側1 m、高于圍墻0.5 m處廠界的最大噪聲值為50.9 dB（A）。同時，為判斷預測結果的準確性，對比了預測值與實測值，最大預測誤差不超過3.07%，平均誤差為1.63%。

4 結 論

城市典型戶外式110kV變電站內的主要聲源屬于典型的面聲源，能采用Predictor-LimA軟件進行噪聲預測，并模擬噪聲地圖，分析可視化的戶外式變電站平面布置，為今后變電站工程的主變噪聲聲環境影響評價工作提供有效的技術支持。