聲強法測定高抗聲場特性數據分析

2019-10-21 07:18:17嚴利雄劉曉華嚴玲玲聞鋮陳興旺王奇

中國電氣工程學報 2019年22期

嚴利雄　劉曉華　嚴玲玲　聞鋮　陳興旺　王奇

摘要：在我國的變電站運行中，噪聲污染問題已引起了許多的問題。針對輸變電工程噪聲問題的深入研究后發現，并聯電抗器由于通常布設在臨近站區圍墻處，是造成廠界和敏感點噪聲超標的重要原因。因此，全面掌握變電站噪聲特性，如何是使用聲強法測定高抗聲場特性數據分析，獲得準確的聲源參數，對于500kV變電站聲環境影響預測及評價具有重要意義。

關鍵詞：輸變電工程;高抗聲場; 聲強法; 噪聲防治

一、引言

隨著電力工程的發展和城市區域的擴大，500kV變電站四周不再是郊區和農村，變電站環境噪聲對居民的干擾日漸突出。我國對環境保護的要求也越來越嚴格，變電站的噪聲控制在設計階段已經成為重要考慮因素[1-2]，運用噪聲預測軟件對變電站環境噪聲影響進行預測已成為電網環境保護領域的重要手段，變電站中聲源設備眾多，包括變壓器、高壓并聯電抗器（以下簡稱高抗）、低壓電抗器、低壓電容器、導線電暈等，針對變電站主要聲源的監測都有相應的規范[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注[6-10]，研究者也不斷探索其噪聲監測方法。

二、現場測試方法

2.1 樣本

本次現場測試主要對象為湖北境內15座500kV變電站的共37組高壓并聯電抗器（以下簡稱高抗），編號為1-37，變電站高抗基本情況如下：

2.2 測試方法

2.2.1 測試方法

對于變壓器、電抗器等設備聲功率級的測量，《電力變壓器第10部分：聲級測定》（GB/T1094.10-2003）中給出了聲壓法和聲強法兩種測試方法，兩種方法分別借鑒《聲學聲壓法測定噪聲源的聲功率級反射面上方采用包絡測量表面的簡易法》（GB/T 3768-1996，eqv ISO 3746：1995）和《聲學聲強法測定噪聲源的聲功率級第1部分：離散點上的測量》（GB/T 16404-1996，eqv ISO 9614-1：1993）。

采用《電力變壓器第10部分：聲級測定》（GBT 1094.10-2003）中的聲壓法和聲強法同時進行測試。測試過程中應盡量減少其他背景噪聲的干擾，在無法關閉其他聲源的情況下，背景噪聲應盡可能保持恒定。在某測點測試過程中如遇較為明顯的暫態噪聲干擾時（如動物鳴叫、車輛經過等），應暫停并重新對該測點進行測試。

2.2.3 現場測試條件

（1）反射面

聲強法測試允許在距試品規定輪廓線至少為1.2m處有兩面反射墻壁，但現場實際情況是由于場地布置原因，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下圖：

由于聲強法測試條件要求規定輪廓線與反射面的距離大于1.3m，而基本輪廓線與規定輪廓線的距離為0.3m，故設定滿足聲強法測試條件的基本輪廓線與設備距離為1.6m（圖中橫線），現場測試的37組高抗基本兩側都有防火墻，圖中為高抗基本輪廓線與防火墻距離，可以看出，超過一半高抗滿足聲強法測試聲功率級的條件。

（2）規定輪廓線

采用《電力變壓器第10部分：聲級測定》（GBT 1094.10-2003）中對基準輪廓線和規定輪廓線的要求，基準輪廓線為高抗散熱片外邊緣連接后的外包線;由于現場測試氣溫較低，高抗風冷都未開啟，在風冷卻設備（如果有）停止運行條件下進行聲級測量時，規定的輪廓線應距基準發射面0.3m，故規定輪廓線距離基準輪廓線0.3m，設備基本輪廓線、規定輪廓線與設備間關系圖如下：

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

（3）現場測試布點

現場測試37組高抗規定輪廓線的長度22-26m不等，測試探頭位于兩個規定輪廓線上，布點間的間距為0.9m-1m之間，37組高抗單相高抗的兩組規定輪廓線的測點數為40至52個。

2.3 現場測試分析

2.3.1 高抗運行條件

高抗主要運行條件有運行電壓、運行電流、有功功率、無功功率、高抗油溫等。

從圖中可以看出，高抗的運行電壓較為穩定，在307kV左右，與設備的額定電壓相差不大;運行電流也與額定電流相差不大，可以看出在帶電運行狀態下，高抗基本在出廠條件下運行，設備運行狀況較為穩定;設備的有功功率較小，可以不作為與聲功率級相關的參數;高抗的額定功率有40000kVar、50000kVar、60000kVar，而對應的無功功率為110MVar左右、140MVar左右和168MVar左右。

2.32 數據分析

從運行條件看，各組高抗的運行電壓變化不大，高抗的運行電流和有功功率與設備的額定容量成正比，現依據設備的額定容量將高抗分為三種類型，現將3種類型高抗的平均聲強級和聲功率級進行比較

從圖中可以看出，不同類別的高抗對應的平均聲強級和聲功率級與高抗的額定容量并未顯著關系。

三、結論

聲強法對變電站高抗聲源源強的測定在實際測試中相比聲壓法更易實現，測試條件更易滿足;

通過對現場高抗運行工況分析發現，500kV高抗運行的工況較為穩定，運行電流和有功功率基本是與高抗的出廠工況相關，高額定容量對應的運行電流和無功功率高，但通過聲強法對高抗進行平均聲強級和聲功率級的測定發現，高額定容量所對應的高運行電流和運行無功功率并不代表更高的聲強級和聲功率級。

參考文獻：

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

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

[3] GB12349–90，工業企業廠界噪聲測量方法[S].

[4] GB 7328–87，變壓器和電抗器的聲級測定[S].

[5] GBJ87–8，工業企業噪聲控制設計規范[S].