摘要：由于土地资源紧缺的实际问题的影响，部分变电站不得不建在城市人口密集区域，因此严重影响了周边居民的生活与工作，其中受公众关注最多的是低频噪声的影响。由此可见，本文的研究也就显得十分的有意义。
关键词：220kV室外变电工程；降噪方案；应用
通过实际勘测并结合计算分析的方式，分析噪声产生的具体位置和原因，进而采取相应的措施。通过对变电站内输电线路、设备连接引线、主变压器设备进行降噪处理，最终减小了变电工程噪声对周围居民的影响。取得了良好的社会效益和经济运行效益。
一、220kV室外变电工程噪声来源
1环境因素
1）风，常规户外设备所使用的连接导线，以及变电站进出线的架空输电线路产生风噪声。对风噪声的研究在输电线路工程中更为广泛深入，如以日本为例，自其始建设高压架空电力线路起，便加强了风噪声的研究和防治；2）雨，雨水能增加可听噪声。雨水滴落至设备外壳产生的噪声，以及降雨天气时室外场地中设备导体或引线的尖端放电更强，产生更大噪声等，综合多方面影响因素在雨天环境下，可听噪声平均比晴天高17-24dB。
2设备因素
220kV变电站内设备，主要包括变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、电容器、电抗器等，线圈类设备运行时通常会产生持续稳定的噪声，当设备负荷增大、温度升高时噪声也会相应变大。带壳设备运行日久后，设备外壳上的紧固螺栓等紧固件可能会松动，虽然对设备本身安全运行影响不大，但受设备运行时的振动影响，外壳将有可能发出更加尖锐刺耳的振动噪声。室外变电站的母线、通流导线、避雷器均压环等设备部件周围电场强度很高，可将周围空气电离放电产生声响，并且受天气影响放电声会相应增强。近年来我国高铁建设、城市轨道交通建设、特高压直流输电工程举世瞩目，但这些大型工程也会产生谐波、直流偏磁等对电网的不利影响，同时我国220kV变电工程中的变压器中性点多为直接接地方式，因此受到上述影响，变压器绕组在运行中噪声会明显增大。
由此可见变电站内设备存在多类噪声源，220kV变电站一般通常作为枢纽变电站，线路进出线较多，设备规模较大，负荷较重，在典型设计上采用户外设计的情况也较普遍，因此噪声问题相对突出。
3其他因素
交通噪声、周边居民生活噪声，如烟花爆竹等，往往作为背景噪声，在变电站周界开展变电噪声测试时，对测试结果产生影响。
二、220kV室外变电工程降噪方案
1工程案例
以某220kV变电站为例，建设位置为人口聚集区，为二类混合区。运行1年后，受到周边居民频繁投诉，经决策后决定对该变电站进行噪声治理，项目管理单位委托勘测设计院对该站的周界开展噪声监测，获得监测结果。
2可听噪声的预估分析
为满足计算分析要求，进行噪声值测量须包含声音大小、声音分布、声音频率三方面数据。预估计算中首先使用A声级，依据人耳对外界声音的敏感度进行加权。下一步，将所有频段的噪声进行叠加，获得总噪声大小。将此结果作为某点噪声的描述，利用各噪声大小，分析可听噪声。利用相关公式，进行噪声计算。
根据计算分析得出分析结论：该变电站噪声源主要为电晕放电噪声及变压器运行噪声。该站高压进线全部为架空输电线路，可采取降低电晕噪声的措施有：增加分裂导线直径、增加导线数量、调整导线间距。同时该站主变压器安装位置距厂界90m，厂界位置的噪声级最高超过62dB（A），变电站建设规划中以及投产后没有经过治理，厂界外100m居民生活区的噪声已经超标。
3降噪方案
3.1变电站设备降噪方案
对于该220kV室外变电站设备，可供采取的降噪措施有：
1）更换设备，将该站原主变压器更换为出厂技术参数上对运行噪声有特殊要求的主变压器，将原主变压器利旧至远离居民聚居区的其他变电站使用。
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2）对该站原主变压器散热风机进行改造，该变电站规划设计中在变压器设计选型上选择了油浸风冷式主变压器，在运行中需依靠风机的辅助使变压器散热片达到额定散热效率。
通过现场设备的勘查，最终判断引起变压器噪声超标的主要原因来自变压器散热器风机运行产生的噪声。基于此提出对变压器散热器风机进行改造的技术方案。
3）不对主变压器进行更换及改造，在原主变压器周围建设隔声墙的措施，隔声墙使用混凝土基础，主体结构由轻钢材料搭建，墙面为消声通风模块，该种模块同时具备通风和阻止噪声传播的功能，建设位置为变压器安装位置四周长20米、宽10米、高8米，同时需要在隔声墙安装220kV、110kV、10kV三个电压等级的穿墙套管[2]。
对于方案1），更换1台220kV三绕组变压器的资金投入过高，因此未予采纳。对于方案3），隔声墙建设初期一次性资金投入较高，并且在建设后作为变电站永久性建筑需要定期进行防腐维护，增加了变电站检修运维成本，以及在今后该站主变压器间隔扩建、或该台主变吊罩大修时，均需将隔声墙拆除，造成投资浪费，因此未予采纳。综合以上考虑最终选择方案2）。
对于方案2），具体措施为：不改变原变压器冷却装置控制及电源回路，拆除原主变压器散热器风机，将安装方式由散热器片组侧壁安装变为底部安装，新更换的风机，在选型时计算了每组散热器片达到散热效果需要的通风量，并加入风机运行噪声与使用寿命等参数作为选型的主要指标。改造后一方面新风机的运行声音明显变小，另一方面由于安装位置改变使得噪声传播方向改变，有利于降低变电站周界噪声检测值，同时从底部向上的风向更有利于散热器片间隙中的热空气向上流通，对变压器散热效果也有一定改善。
2、线路部分降噪措施
选取方案为：将此220kV变电站进线间隔导线更换为2×LGJ-300/25型导线，同时将分裂间距控制为200m左右。更换绝缘子，替换原有的防污型瓷绝缘子，使用合成绝缘子。跳线改成双分裂。将该变电站4个出线间隔导线更换为2×LGJ-300/25型导线，替换原有的LGJ-400/35型导线。站内出线避雷器与电压互感器装置的引下线使用单根LGJ-300/25导线，更换站内全部设备连接引线使用的线夹和金具，结合该变电站整站停电检修实施。
3、声屏障的改进设计
（1）复合消声屏障
该设计采用吸声尖劈与共振式消声结构组合。通过在声屏障的表面安装吸声尖劈，利用吸声尖劈的声阻抗的过渡特性，提高声屏障表面的吸声系数。通过参数的设计在吸声尖劈的后面构造共振式的吸声结构（共振式吸声结构以吸收低频噪声为主）。该消声结构的组合可减小声屏障的总体反射系数，因此将提升声屏障对低频噪声的防治效果。预计该方式可实现降噪效能7—11dB。
（2）双面消声屏障
双面吸声功能的声屏障结构也主要是由共振腔式消声结构（变压器侧）和吸声尖劈（居民侧）构成。共振式消声结构由微穿孔薄板和消声结构外围支架以及支架所包围的空腔构成。当低频噪声传播进入到微穿孔薄板。微穿孔薄板上的小孔与后方的空腔构成共振式消声结构这样可以大大提高噪声的能量衰减。
（3）隔声波堤
为了克服现有隔音墙（即声屏障）反射系数大、墙体结构强度需求高以及工程造价大的缺点，笔者设计了一种具有超强吸声功能的隔声波堤。由于两堵隔音墙和吸声尖劈结构的使用，能够取得下列有益效果：1）使得低频噪声能量得到很大的消耗，极大地提高了隔音墙对噪声能量的削减，从而提升隔音墙总体效果；2）使用隔声波堤去代替单堵隔音墙，可以解决隔声墙高度与消声效果之间的饱和效应的问题，充分发挥出墙高度对噪声消减的效果。使得隔声波堤的消音效果远高于现有隔音墙的消音效果。
结语
分析噪声产生的机理，比较了常见的变电站降噪手段的优缺点，并将无源降噪方式在变电站主变室中进行了应用尝试。从现场实测效果来看，声屏障确实能有效地消除电气设备的部分噪声。鉴于此，本文主要分析城市变电站降噪措施。
参考文献
[1]罗惠平.城市变电站降噪措施浅析[J].中国高新技术企业，2017,（11）：165-166（2017-06-29）.
[2]陈锦栋，李明.220kV露天变电站的噪声污染及其控制简析[J].噪声与振动控制，2013,33（5）：102-106.
论文作者:朱藏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/8
标签：噪声论文; 变电站论文; 变压器论文; 设备论文; 导线论文; 屏障论文; 降噪论文; 《基层建设》2018年第17期论文;