關(guān)于變電站噪聲評(píng)估模擬及防治措施研究

王林，楊慶陶，楊釗

（國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100095）

1 研究背景

隨著社會(huì)發(fā)展，噪聲源越來(lái)越多，從20世紀(jì)50年代起，噪聲已成為一種主要的環(huán)境污染，它與水污染、空氣污染、固體廢物污染一起俗稱(chēng)“四大環(huán)境公害”。國(guó)網(wǎng)1000kV變電站主要噪聲源有：1000kV主變壓器、高壓并聯(lián)電抗器、中性點(diǎn)小電抗、110kV并聯(lián)電容器組、110kV串聯(lián)電抗器等設(shè)備產(chǎn)生的噪聲，導(dǎo)體、金具、導(dǎo)線(xiàn)因電暈產(chǎn)生的噪聲，以及導(dǎo)線(xiàn)本體噪聲。

2 不同種類(lèi)噪聲源

2.1 變壓器噪聲源

變壓器的噪聲在特高壓變電站中是噪聲最大的單體設(shè)備之一。變壓器噪聲根源于變電器本身的振動(dòng)，而變壓器本身的振動(dòng)是由變壓器本體的振動(dòng)及冷卻裝置的振動(dòng)引起的。

2.2 高壓并聯(lián)電抗器噪聲源

高壓并聯(lián)電抗器的噪聲在本變電站中也是噪聲最大的設(shè)備之一，線(xiàn)圈和線(xiàn)圈磁場(chǎng)的電流相互作用引起線(xiàn)圈振動(dòng)，這是電抗器產(chǎn)生噪聲的主要原因。

2.3 導(dǎo)線(xiàn)噪聲源

根據(jù)其工程實(shí)際情況可知，1000kV交流配電裝置導(dǎo)線(xiàn)噪聲是由兩部分組成的：整數(shù)倍的純聲（哼聲和嗡嗡聲）和寬頻帶噪聲（破裂聲、吱吱聲或嘶嘶聲），導(dǎo)線(xiàn)跳線(xiàn)絕緣子均壓環(huán)及跳線(xiàn)金具的電暈放電噪聲。

2.4 金具噪聲源

變電站金具噪聲主要是由金具表面的電暈放電引起的。防止電暈產(chǎn)生就是要想辦法降低金具表面的電位梯度，使之低于臨界值。金具的形狀和結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，很難對(duì)單個(gè)金具的電暈噪聲進(jìn)行測(cè)量。

2.5 電容器組和電抗器組噪聲源

除了上述噪聲源之外，110kV無(wú)功補(bǔ)償裝置中電容器組和電抗器組也是本變電站中的主要噪聲源。電容器產(chǎn)生可聽(tīng)噪聲的主要部分是頂部和底部單元，整個(gè)電容器組的噪聲也是產(chǎn)生于頂部和底部。因此機(jī)械共振主要是由電容器組的第一縱向共振控制。

3 噪聲源模擬分析

國(guó)網(wǎng)1000kV變電站采用SoundPLAN軟件進(jìn)行噪聲分析，首先將電氣總平面圖轉(zhuǎn)換成DXF的底圖，導(dǎo)入到SoundPLAN軟件后進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。主變及高抗按面聲源考慮，具體高度根據(jù)中線(xiàn)實(shí)際設(shè)備高度計(jì)算。國(guó)網(wǎng)1000kV變電站設(shè)計(jì)圖如圖1。

圖1 國(guó)網(wǎng)1000kV變電站設(shè)計(jì)圖

根據(jù)《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB12348-2008），本工程測(cè)點(diǎn)選在變電站場(chǎng)界外1m，高度1.2m，且距任一反射面距離不小于1m處。對(duì)于處在挖方區(qū)的圍墻，圍墻距離邊坡底部為3m，因此測(cè)點(diǎn)距邊坡距離大于等于2m。

廠(chǎng)區(qū)南側(cè)、東側(cè)和西側(cè)大部分區(qū)域噪聲值大于50dB，不滿(mǎn)足規(guī)范2類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)夜間不超過(guò)50dB的要求，需要采取降噪措施。擬采用的降噪方案為：方案一：站區(qū)南側(cè)、東側(cè)及西側(cè)圍墻加高至5m+4m隔聲屏障，其余區(qū)域圍墻為2.5m。方案二：高抗加Box-in同時(shí)使用。方案二的改進(jìn)措施：高抗Box-in+東側(cè)圍墻加高至5m+2m隔聲屏障；西側(cè)圍墻加高至5m+2m隔聲屏障；南側(cè)部分圍墻加高至5m，其余區(qū)域圍墻為2.5m。本期采取降噪措施方案二時(shí)噪聲預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖2 國(guó)網(wǎng)1000kV變電站噪聲模擬

圖3 采取Box-in措施后國(guó)網(wǎng)1000kV變電站噪聲模擬

采取Box-in措施后，噪聲水平顯著降低，西側(cè)仍有部分區(qū)域未達(dá)標(biāo)，需進(jìn)一步采取降噪措施。考慮到實(shí)體圍墻對(duì)噪聲傳播的阻擋作用，在方案二的基礎(chǔ)上，將東側(cè)和西側(cè)圍墻加高至5m，并設(shè)2m隔聲屏障，將南側(cè)圍墻部分加高至5m，其余圍墻仍為2.5m，得到新的噪聲分析預(yù)測(cè)圖如圖4。

圖4 采用高抗加Box-in設(shè)計(jì)平面圖及噪聲模擬

可以看出，采取方案二的改進(jìn)措施，場(chǎng)界處噪聲排放量均達(dá)標(biāo)且不需設(shè)置控制區(qū)。按本期規(guī)模，噪聲治理方案對(duì)比如表1。

表1 本期規(guī)模的噪聲治理分析結(jié)果對(duì)比表

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)以上分析可知，對(duì)于噪聲值較高的噪聲源，僅采取加高圍墻和加設(shè)隔聲屏障等控制其傳播途徑的措施，對(duì)噪聲的控制效果不佳，而采用Box-in措施效果明顯。

綜合分析，本期規(guī)模按噪聲達(dá)標(biāo)設(shè)計(jì)的噪聲控制措施為：高抗加Box-in，東側(cè)和西側(cè)圍墻加高至5m+2m隔聲屏障，南側(cè)部分圍墻加高至5m。此外，需要考慮擬建站址周?chē)欠裼嗅t(yī)院、學(xué)校、機(jī)關(guān)、科研單位、住宅等敏感建筑物。且采取降噪措施后，場(chǎng)界噪聲完全達(dá)標(biāo)，無(wú)需設(shè)置噪聲控制區(qū)。