探析變電站噪聲問題及治理措施

文_蘇喆靖 黃薇 北京中環格億技術咨詢有限公司

隨著城市化進程的發展，不斷有大大小小的變電站建成，越來越接近居民區和人口密集區域，甚至有變電站已經被居民小區所包圍。電力建設不但和每個人的生活已經息息相關，同時也給居民帶來了許多不可避免的問題，變電站建設帶來的噪聲擾民就是其中最嚴重的一項。在夏季用電高峰期，變電站的負荷率非常高，由此帶來的噪聲也很大，引起了越來越多的糾紛，舉報事件也不斷增多。所以，研究變電站的噪聲起源，分析噪聲原因并尋找降低噪聲的辦法，對以后變電站新建和改建有著非常重要的意義。

1 變電站概述

變電站，就是改變電壓的場所，為實現把發電廠的電能輸送到遠處，先要把電壓進行升壓處理，把普通電壓轉化為高壓，輸送到用戶處再按照需求進行降壓。變電站在電力整個系統中主要發揮以下作用：電能的接受及分配、電壓的變換、電力流向的控制、電壓的調整等作用，它主要是通過變壓器將各級電網聯系起來。此外，電路的開關設備，匯集電流的母線，計量和控制用儀表、互感器、防雷保護裝置、繼電保護裝置和調度通信所使用的裝置等也是變電站的重要組成部分，同時還要配備一系列補償設備。

2 變電站噪聲的來源

變電站的噪聲源頭其實主要來自本體噪聲和輔助設備兩部分。

2.1 本體的噪聲

變電站本體的噪聲主要來源是變壓器在運行時所產生的電磁噪聲，電磁噪聲遠高于母線引起的電暈噪聲。有些變電站冷卻機所產生的氣流噪聲以及機械噪聲也是一部分噪聲來源。機械噪聲有來自變壓器運行時所產生的電磁噪聲，鐵芯隨著勵磁電流振動下所發出的噪聲，負載電流所產生的漏磁。引起繞組、油箱壁的振動，鐵芯硅鋼片的磁致伸縮現象也是產生變壓器工作噪聲的主要因素。所產生的噪聲疊加混合后以聲波的方式向周圍環境傳播。

2.2 輔助設備的噪聲

輔助設備的噪聲主要來自冷卻風扇和油泵運行時的噪聲，以及連接部位運轉時不斷振動造成的噪聲，變壓器本體在振動的時候也有可能通過變壓器上的油管、接頭及其它裝配零件引起震動并傳遞給冷卻器，因此加劇其振動的劇烈程度產生噪聲。油泵在運行時會產生振動不斷地輻射噪聲，在外界環境氣溫較高的時候，為了對設備進行冷卻降溫，冷卻風扇也會產生振動噪聲和輻射噪聲。

3 變電站噪聲的特點

（1）變壓器的噪聲屬于中低頻噪聲，變壓器的風冷機械噪聲屬于中高頻噪聲。變壓器所產生的噪聲本身具有不穩定性，當其自身處于空載或運行功率相對較低的時候，所產生的噪聲影響程度就相對低些，當風冷機滿負荷運行的時候噪聲級水平就相對較高。噪聲的頻率越低，對于噪聲治理來說治理難度也就相對越大，由于低頻噪聲相對中高頻率噪聲的波長更長，而且隨距離變遠衰減率越低，因此不容易被吸收和治理。

（2）噪聲具有與噪聲源同步產生，同步停止的特點。噪聲污染對周圍的局部范圍有影響，隨距離的變遠而變弱。因此降低噪聲污染，首先考慮的方法是降低聲源所發出的噪聲，然后在噪聲到達人的耳膜之前，采取各種各樣消聲、隔聲、阻尼等方法，盡可能的降低聲源的振動噪音。或者將傳播中的噪音有效阻擋和吸收，達到允許的范圍，以減弱對周圍人員的生產生活帶來影響。

4 變電站噪聲頻譜分析

(1)表1分別對變電站的5臺變壓器進行頻譜分析的測量數據。

表1 變電站噪聲實測頻譜數據分析

從表1可以看出，變壓器噪聲由變壓器本體噪音和冷卻裝置噪音等多種聲源疊加組成，噪聲組成頻率多樣化，噪聲頻率在250～500Hz范圍內。因此，當選用隔聲材料的時候，應該采用吸收低頻噪聲作用較強的吸音材料，特別是要針對500Hz頻率噪聲的吸音隔音的材料。

(2)輔助設備引起的噪聲主要來自于冷卻風機風扇，為了研究冷卻風機風扇對噪聲的影響程度，選擇了D1、D2兩家35kV的變電站進行了冷卻風扇噪聲影響測試試驗，結果如表2。由表2可見，冷卻風機風扇對噪聲的作用還是比較大的。

表2 冷卻風扇和噪聲的關系dB( A)

5 變電站所產生的噪聲對周圍環境的影響

變電站發出的噪聲首先會對變電站內的工作人員造成多各種危害，最直接的是對聽覺的傷害，會干擾工作人員聽取聲音信息，同時也對工作人員的休息和睡眠造成干擾，導致人員的疲勞、煩躁、惡心，甚至情緒失控，并進一步對人體的生理和心理造成難以評估的影響。當人長時間處在100dB左右的噪聲環境中，會感到刺耳難受，甚至會造成暫時性耳聾和耳鳴眩暈等癥狀。人在90db左右的環境中，發生耳聾的幾率會比常人大大增高。如果人處在70dB左右的環境中，人員之間說話交流會受到明顯影響。因此，現在很多國家已經對環境噪聲污染制定了具體的范圍標準。我國也有了相應的噪聲污染標準，以國標中提出的二類晝夜標準為例，6：00～22：00噪聲范圍不得高于60dB。在電力工程設計過程中也提出了距離運行中的電器2m時不得超出此噪音水平。由于噪聲危害的客觀性，在變電站內，特別要重視噪音對變電站內的工作人員和對周邊居民帶來的影響，同時要采用各種治理辦法和措施進行有效治理。

6 變電站噪聲的降噪措施

變電站引起的噪聲以聲波的形式均勻向四周傳播出去，聲波使變電站噪聲到達廠界排放的標準，具有一般波傳播的一致特點，即有折射、反射、衍射、干擾、疊加、共振等特點。在變電站內各種障礙物較多的情況下，噪聲傳播過程中碰到障礙物時，會繞過障礙物繼續傳播。因此，一般的運用隔音墻的辦法只能降低一部分噪聲，對于明顯的根治噪音不是有效的方法，通過查閱現有資料，將已經成熟的降噪措施整理如下。

（1）給變壓器進行封閉或半封閉處理。變壓器噪聲治理的關鍵環節是對降低本體噪聲的治理，把變壓器本體置于封閉的吸音房內，不但可以吸收部分噪聲，而且可以基本切斷噪聲的傳播途徑，降噪的效果特別好。

（2）由于變電站噪聲特性特殊，變電站的結構以及所處位置及環境各異，所以噪聲水平也會各異。同時由于周圍的噪音敏感點不同，所采用的治理技術也應該有所區別。不但要從聲源和傳播途徑多方面同時治理，在實踐治理工程時還需要根據具體情況進行合理的計算，通過計算數據進行合理的選材，以明確結構尺寸、通風散熱量、噪聲消減量等。

（3）采用低噪聲的變壓器產品。目前變壓器制造廠家也意識到這個問題，對傳統變壓器進行降噪優化，以滿足用戶對噪聲的技術需要，不斷應用有效的辦法來降低變壓器工作時產生的噪聲。例如改變原來的降低磁密、改進鐵芯結構。改進油箱結構，運用低噪聲的冷卻風機裝置等有效措施。

（4）在建設露天變電站時,采用一些半封閉和封閉措施，增加隔聲屏，采用油浸自冷的方式進行冷卻，從而有效避免風機以及循環泵可能會產生的噪聲。因變電站通常所產生的噪聲多為低頻，宜選擇吸收低頻噪聲作用強的吸音材料以降低噪音。為了把主變底部剛性連接變為有緩沖墊料的連接，給主變底部增設減振橡膠墊，減少固定振動，可明顯降低噪聲。

（5）內墻貼泡沫玻璃吸聲磚。吸聲材料可選離心玻璃棉或巖棉, 離心玻璃棉或巖棉的傳熱系數很小, 同時也是一種非常好的保溫的材料。

7 結語

針對變電站造成的噪聲治理應當根據具體的噪聲特性、變電站所屬種類、噪聲污染水平、所處建設的位置、與居民區的距離和周邊噪音敏感點等實際情況，采用對應的治理措施。不僅要從聲源也要從傳播途徑多方面進行詳細的考慮，結合實際情況進行。通過對變電站噪聲研究，對于新建變電站從設備選型、規劃選址和設備布局等不同階段設計提供了技術和經驗依據。