聲強(qiáng)法測(cè)定高抗聲場(chǎng)特性數(shù)據(jù)分析

嚴(yán)利雄　劉曉華　嚴(yán)玲玲　聞鋮　陳興旺　王奇

摘要：在我國(guó)的變電站運(yùn)行中，噪聲污染問(wèn)題已引起了許多的問(wèn)題。針對(duì)輸變電工程噪聲問(wèn)題的深入研究后發(fā)現(xiàn)，并聯(lián)電抗器由于通常布設(shè)在臨近站區(qū)圍墻處，是造成廠界和敏感點(diǎn)噪聲超標(biāo)的重要原因。因此，全面掌握變電站噪聲特性，如何是使用聲強(qiáng)法測(cè)定高抗聲場(chǎng)特性數(shù)據(jù)分析，獲得準(zhǔn)確的聲源參數(shù)，對(duì)于500kV變電站聲環(huán)境影響預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：輸變電工程;高抗聲場(chǎng); 聲強(qiáng)法; 噪聲防治

一、引言

隨著電力工程的發(fā)展和城市區(qū)域的擴(kuò)大，500kV變電站四周不再是郊區(qū)和農(nóng)村，變電站環(huán)境噪聲對(duì)居民的干擾日漸突出。我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，變電站的噪聲控制在設(shè)計(jì)階段已經(jīng)成為重要考慮因素[1-2]，運(yùn)用噪聲預(yù)測(cè)軟件對(duì)變電站環(huán)境噪聲影響進(jìn)行預(yù)測(cè)已成為電網(wǎng)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的重要手段，變電站中聲源設(shè)備眾多，包括變壓器、高壓并聯(lián)電抗器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)高抗）、低壓電抗器、低壓電容器、導(dǎo)線(xiàn)電暈等，針對(duì)變電站主要聲源的監(jiān)測(cè)都有相應(yīng)的規(guī)范[3-5]。其中，高抗作為最主要的噪聲源，其噪聲特性一直受到廣泛關(guān)注[6-10]，研究者也不斷探索其噪聲監(jiān)測(cè)方法。

二、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法

2.1 樣本

本次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試主要對(duì)象為湖北境內(nèi)15座500kV變電站的共37組高壓并聯(lián)電抗器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)高抗），編號(hào)為1-37，變電站高抗基本情況如下：

2.2 測(cè)試方法

2.2.1 測(cè)試方法

對(duì)于變壓器、電抗器等設(shè)備聲功率級(jí)的測(cè)量，《電力變壓器 第10部分：聲級(jí)測(cè)定》（GB/T1094.10-2003）中給出了聲壓法和聲強(qiáng)法兩種測(cè)試方法，兩種方法分別借鑒《聲學(xué) 聲壓法測(cè)定噪聲源的聲功率級(jí) 反射面上方采用包絡(luò)測(cè)量表面的簡(jiǎn)易法》（GB/T 3768-1996，eqv ISO 3746：1995）和《聲學(xué) 聲強(qiáng)法測(cè)定噪聲源的聲功率級(jí) 第1部分：離散點(diǎn)上的測(cè)量》（GB/T 16404-1996，eqv ISO 9614-1：1993）。

采用《電力變壓器 第10部分：聲級(jí)測(cè)定》（GBT 1094.10-2003）中的聲壓法和聲強(qiáng)法同時(shí)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試過(guò)程中應(yīng)盡量減少其他背景噪聲的干擾，在無(wú)法關(guān)閉其他聲源的情況下，背景噪聲應(yīng)盡可能保持恒定。在某測(cè)點(diǎn)測(cè)試過(guò)程中如遇較為明顯的暫態(tài)噪聲干擾時(shí)（如動(dòng)物鳴叫、車(chē)輛經(jīng)過(guò)等），應(yīng)暫停并重新對(duì)該測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。

2.2.3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試條件

（1）反射面

聲強(qiáng)法測(cè)試允許在距試品規(guī)定輪廓線(xiàn)至少為1.2m處有兩面反射墻壁，但現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況是由于場(chǎng)地布置原因，防火墻距離高抗的距離不足1.2m，高抗邊緣距防火墻距離見(jiàn)下圖：

由于聲強(qiáng)法測(cè)試條件要求規(guī)定輪廓線(xiàn)與反射面的距離大于1.3m，而基本輪廓線(xiàn)與規(guī)定輪廓線(xiàn)的距離為0.3m，故設(shè)定滿(mǎn)足聲強(qiáng)法測(cè)試條件的基本輪廓線(xiàn)與設(shè)備距離為1.6m（圖中橫線(xiàn)），現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的37組高抗基本兩側(cè)都有防火墻，圖中為高抗基本輪廓線(xiàn)與防火墻距離，可以看出，超過(guò)一半高抗?jié)M足聲強(qiáng)法測(cè)試聲功率級(jí)的條件。

（2）規(guī)定輪廓線(xiàn)

采用《電力變壓器 第10部分：聲級(jí)測(cè)定》（GBT 1094.10-2003）中對(duì)基準(zhǔn)輪廓線(xiàn)和規(guī)定輪廓線(xiàn)的要求，基準(zhǔn)輪廓線(xiàn)為高抗散熱片外邊緣連接后的外包線(xiàn);由于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試氣溫較低，高抗風(fēng)冷都未開(kāi)啟，在風(fēng)冷卻設(shè)備（如果有）停止運(yùn)行條件下進(jìn)行聲級(jí)測(cè)量時(shí)，規(guī)定的輪廓線(xiàn)應(yīng)距基準(zhǔn)發(fā)射面0.3m，故規(guī)定輪廓線(xiàn)距離基準(zhǔn)輪廓線(xiàn)0.3m，設(shè)備基本輪廓線(xiàn)、規(guī)定輪廓線(xiàn)與設(shè)備間關(guān)系圖如下：

測(cè)試的油箱高度大于2.5m，有兩個(gè)輪廓線(xiàn)，分別位于油箱高度的1/3和2/3處的水平面上，本次測(cè)試的高抗高度基本在2.9m至3.5m，兩條規(guī)定輪廓線(xiàn)的高度為1m和2m。

（3）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試布點(diǎn)

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試37組高抗規(guī)定輪廓線(xiàn)的長(zhǎng)度22-26m不等，測(cè)試探頭位于兩個(gè)規(guī)定輪廓線(xiàn)上， 布點(diǎn)間的間距為0.9m-1m之間，37組高抗單相高抗的兩組規(guī)定輪廓線(xiàn)的測(cè)點(diǎn)數(shù)為40至52個(gè)。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試分析

2.3.1 高抗運(yùn)行條件

高抗主要運(yùn)行條件有運(yùn)行電壓、運(yùn)行電流、有功功率、無(wú)功功率、高抗油溫等。

從圖中可以看出，高抗的運(yùn)行電壓較為穩(wěn)定，在307kV左右，與設(shè)備的額定電壓相差不大;運(yùn)行電流也與額定電流相差不大，可以看出在帶電運(yùn)行狀態(tài)下，高抗基本在出廠條件下運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)行狀況較為穩(wěn)定;設(shè)備的有功功率較小，可以不作為與聲功率級(jí)相關(guān)的參數(shù);高抗的額定功率有40000kVar、50000kVar、60000kVar，而對(duì)應(yīng)的無(wú)功功率為110MVar左右、140MVar左右和168MVar左右。

2.32 數(shù)據(jù)分析

從運(yùn)行條件看，各組高抗的運(yùn)行電壓變化不大，高抗的運(yùn)行電流和有功功率與設(shè)備的額定容量成正比，現(xiàn)依據(jù)設(shè)備的額定容量將高抗分為三種類(lèi)型，現(xiàn)將3種類(lèi)型高抗的平均聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)進(jìn)行比較

從圖中可以看出，不同類(lèi)別的高抗對(duì)應(yīng)的平均聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)與高抗的額定容量并未顯著關(guān)系。

三、結(jié)論

聲強(qiáng)法對(duì)變電站高抗聲源源強(qiáng)的測(cè)定在實(shí)際測(cè)試中相比聲壓法更易實(shí)現(xiàn)，測(cè)試條件更易滿(mǎn)足;

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)高抗運(yùn)行工況分析發(fā)現(xiàn)，500kV高抗運(yùn)行的工況較為穩(wěn)定，運(yùn)行電流和有功功率基本是與高抗的出廠工況相關(guān)，高額定容量對(duì)應(yīng)的運(yùn)行電流和無(wú)功功率高，但通過(guò)聲強(qiáng)法對(duì)高抗進(jìn)行平均聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)的測(cè)定發(fā)現(xiàn)，高額定容量所對(duì)應(yīng)的高運(yùn)行電流和運(yùn)行無(wú)功功率并不代表更高的聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊汾艷，徐政.直流輸電系統(tǒng)平波電抗器電感參數(shù)的選擇研究[J].高壓電器，2009，45（3）：8-10.

[2] 韓輝，吳桂芳，瞿雪弟，趙龍。我國(guó)±500 kV 換流站設(shè)備可聽(tīng)噪聲的測(cè)量分析及降噪措施[J].2008，32（2）：38-41

[3] GB12349–90，工業(yè)企業(yè)廠界噪聲測(cè)量方法[S].

[4] GB 7328–87，變壓器和電抗器的聲級(jí)測(cè)定[S].

[5] GBJ87–8，工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6] 呂敬友，黃玉，池愛(ài)平等.變電站噪聲對(duì)環(huán)境的影響與治理措施.電力與能源，2011（2）：162-164.

[7] 引鐘星鳴.干式變壓器的振動(dòng)和噪聲研巧[J].華南理王大學(xué)，廣州，2010.

[8] 王起悟.油浸式電抗器振動(dòng)噪音研究[D].大連理工大學(xué)，大連，2013.

[9] 欒濤.750kV油浸式并聯(lián)電抗器電磁與振動(dòng)研究[D].大連理王大學(xué)，2015.

[10] 孫志，張文春，陳國(guó)珍.變電站鐵心電抗器振動(dòng)噪聲測(cè)試及分析研究m.電氣制造，2014，01：：74-77.