CN103176062A - 一种电力变压器辐射可听噪声计算方法 - Google Patents

一种电力变压器辐射可听噪声计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电力领域，具体涉及一种电力变压器辐射可听噪声计算方法，包括以下步骤：计算变压器发声面积和外形尺寸特征参数；获得变压器的准发射面r0米噪声值Lp(r0)、变压器噪声平均声压级LPa和声功率级Lw，计算变压器噪声分布不平衡修正量K；计算得到距离变压器r处的可听噪声A声级。本发明一种电力变压器辐射可听噪声计算方法简单易行，由于计算公式充分考虑了变压器发声面积、尺寸特点和噪声分布不均匀等特性，计算得到的电力变压器辐射噪声值比其他公式的计算结果与我国110～500kV变电站变压器的测量结果吻合度更高，本发明尤其适用于输变电工程大型电力变压器辐射可听噪声计算，也适用于可拟化为长方体的噪声源辐射可听噪声的计算。

Description

一种电力变压器辐射可听噪声计算方法
技术领域
本发明涉及电力领域，具体涉及一种电力变压器辐射可听噪声计算方法。
背景技术
为了满足经济社会的可持续发展，建设以高压、特高压为核心的坚强电网已成为电力建设的战略目标，另一方面随着电网建设和社会的快速发展，政府和公众对环境保护的要求也越来越高，环境纠纷逐年增多，其中输变电工程变电站的噪声问题变得尤为突出。变电站运行时噪声引发的纠纷、投诉事件在部分地区甚至成为制约电网建设发展的因素。
输变电工程变电站具有自身的特殊性，其噪声防治受安全特性的约束，在技术上和工程实施上都和常规的噪声治理有很大的不同，后期噪声治理具有难度大、费用较高、降噪效果不明显等特点。准确预测变电站环境噪声，通过对多种技术方案进行技术经济比较，提出合理、可行和经济的降噪方案，是变电站噪声治理的最优途径。
变电站的主要噪声源包括变压器、高抗等，变压器和高抗具有基本类似的噪声特性。通过预测计算变压器辐射可听噪声，可以为变电站设计、改造和噪声治理提供主要参数。
我国目前的噪声预测计算尚不能满足输变电工程中建设要求。HJ2.4-2009《环境影响评价技术导则声环境》对噪声预测采用了点声源和面声源两种计算模型。当变压器外形尺寸与测量点到变压器的距离相比很小时，考虑成点声源是合适的。考虑到输变电工程大型变压器体量巨大，变电站的占地面积由于GIS(HGIS)等技术的采用，逐步减小，采用点源模型就不够科学了。大型电力变压器有6个发声面，在忽略底部噪声的情况下，在变压器附近任一位置，至少有3面的噪声会作用到，采用面源模型，也存在较大的不足之处。从近几年的输变电工程环境影响评价和变电站噪声监测结果比较可以看出，目前的噪声预测结果和实际情况差异明显，这也是输变电工程产生噪声环境问题的重要因素。因此为了提高变电站噪声预测计算精度，急需一种能够适应大型电力变压器特性的噪声计算方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力变压器辐射可听噪声计算方法，方便的计算出电力变压器周围位置处的可听噪声A声级，解决了目前输变电工程中遇到了变电站噪声预测计算较为困难的问题，为输变电工程变电站工程的设计、建设和运行提供参考依据。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种电力变压器辐射可听噪声计算方法，包括以下步骤：
计算变压器发声面积和外形尺寸特征参数；
获得距变压器的基准发射面r0米处的噪声值Lp(r0)、变压器噪声平均声压级LPa和声功率级Lw，计算变压器噪声分布不平衡修正量K；
计算得到距离变压器r处的可听噪声A声级。
更进一步的技术方案是上述计算变压器发声面积和外形尺寸特征参数，具体是将变压器拟化成一个6个面的长方体，测量长方体的长度a、宽度b和高度h，通过公式A=2(a+b)h和公式B=a+b+h计算得到变压器发声面积A和变压器外形尺寸特征参数B。
更进一步的技术方案是上述变压器噪声分布不平衡修正量K的计算方法是，通过采用现场测试或收集变压器厂家提供的设备噪声资料方法获得变压器的准发射面r0米噪声值Lp(r0)、变压器噪声平均声压级LPa和声功率级Lw，通过公式K=Lp(r0)-LPa计算得出。
更进一步的技术方案是上述计算得到距离变压器r处的可听噪声A声级的方法是：
先获得已知噪声声压级的场点到变压器基准发射面的距离r0、场点到变压器噪声基准发射面的距离r、在距离变压器基准发射面r0处的可听噪声声压级Lp(r0)、变压器发声面积A、变压器外形尺寸特征量B和变电站噪声修正量ΔLp；
通过公式K(r0)=10log(k1A+3.14k2B r0+6.28r0 2)计算出r0处噪声衰减量K(r0)；
再通过公式Lp(r)=Lp(r0)-10log(k1A+3.14k2B r+6.28r2)+K(r0)+ΔLp计算出在距离变压器基准发射面r处的可听噪声声压级Lp(r)；
上述公式中，k1、k2-各分项的修正系数。
更进一步的技术方案是上述计算得到距离变压器r处的可听噪声A声级的方法是：
先获得变压器噪声声功率级Lw、场点到变压器噪声基准发射面的距离r、变压器发声面积A、变压器外形尺寸特征量B、变压器噪声分布不平衡修正量K和变电站噪声修正量ΔLp；
通过公式Lp(r)=Lw-10log(k1A+3.14k2B r+6.28r2)+K+ΔLp计算出在距离变压器基准发射面r处的可听噪声声压级Lp(r)；
上述公式中，k1、k2-各分项的修正系数。。
更进一步的技术方案是上述修正系数k1取值范围为0.90～1.10，修正系数k2取值范围为1.00～1.30。
更进一步的技术方案是上述噪声声压级的场点距离变压器基准发射面的距r0取值为2～4米之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种电力变压器辐射可听噪声计算方法简单易行，由于计算公式充分考虑了变压器发声面积、尺寸特点和噪声分布不均匀等特性，计算得到的电力变压器辐射噪声值比其他公式的计算结果与我国110～500kV变电站变压器的测量结果吻合度更高，本发明尤其适用于输变电工程大型电力变压器辐射可听噪声计算，也适用于可拟化为长方体的噪声源辐射可听噪声的计算。
附图说明
图1为本发明一种电力变压器辐射可听噪声计算方法一个实施例与110kV电力变压器辐射噪声测量值对比结果。
图2为本发明一种电力变压器辐射可听噪声计算方法一个实施例与220kV电力变压器辐射噪声测量值对比结果。
图3为本发明一种电力变压器辐射可听噪声计算方法一个实施例与500kV单相电力变压器辐射噪声测量值对比结果。
图4为本发明一种电力变压器辐射可听噪声计算方法一个实施例与500kV三相一体电力变压器辐射噪声测量值对比结果。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明一种电力变压器辐射可听噪声计算方法的一个实施例：一种电力变压器辐射可听噪声计算方法，包括以下步骤：
计算变压器发声面积和外形尺寸特征参数；
获得变压器的准发射面r0米噪声值Lp(r0)、变压器噪声平均声压级LPa和声功率级Lw，计算变压器噪声分布不平衡修正量K；
计算得到距离变压器r处的可听噪声A声级。
根据本发明一种电力变压器辐射可听噪声计算方法的一个优选实施例，计算变压器发声面积和外形尺寸特征参数，具体是将变压器拟化成一个6个面的长方体，测量长方体的长度a、宽度b和高度h，通过公式A=2(a+b)h和公式B=a+b+h计算得到变压器发声面积A和变压器外形尺寸特征参数B。
根据本发明一种电力变压器辐射可听噪声计算方法的另一个优选实施例，变压器噪声分布不平衡修正量K的计算方法是，通过采用现场测试或收集变压器厂家提供的设备噪声资料方法获得变压器的准发射面r0米噪声值Lp(r0)、变压器噪声平均声压级LPa和声功率级Lw，通过公式K=Lp(r0)-LPa计算得出。其中变压器噪声测试方法采用GB/T1094.10-2003/IEC60076-10:2001,MOD《电力变压器第10.1部分声级的测定》和GB/T1094.101-2008/IEC60076-10-1:2005《电力变压器第10.1部分声级的测定应用导则》。
根据本发明一种电力变压器辐射可听噪声计算方法的另一个优选实施例，计算得到距离变压器r处的可听噪声A声级的方法是：
先获得已知噪声声压级的场点到变压器基准发射面的距离r0、场点到变压器噪声基准发射面的距离r、在距离变压器基准发射面r0处的可听噪声声压级Lp(r0)、变压器发声面积A、变压器外形尺寸特征量B；
通过公式K(r0)=10log(k1A+3.14k2B r0+6.28r0 2)计算出r0处噪声衰减量K(r0)；
再通过公式Lp(r)=Lp(r0)-10log(k1A+3.14k2B r+6.28r2)+K(r0)+ΔLp计算算出在距离变压器基准发射面r处的可听噪声声压级Lp(r)；
上述公式中，k1、k2-各分项的修正系数。
根据本发明一种电力变压器辐射可听噪声计算方法的另一个优选实施例，计算得到距离变压器r处的可听噪声A声级的方法是：
先获得变压器噪声声功率级Lw、场点到变压器噪声基准发射面的距离r、变压器发声面积A、变压器外形尺寸特征量B、变压器噪声分布不平衡修正量K和变电站噪声修正量ΔLp；
通过公式Lp(r)=Lw-10log(k1A+3.14k2B r+6.28r2)+K+ΔLp算出在距离变压器基准发射面r处的可听噪声声压级Lp(r)；
上述公式中，k1、k2-各分项的修正系数。
根据本发明一种电力变压器辐射可听噪声计算方法的另一个优选实施例，修正系数k1取值范围为0.90～1.10，修正系数k2取值范围为1.00～1.30。
根据本发明一种电力变压器辐射可听噪声计算方法的另一个优选实施例，噪声声压级的场点距离变压器基准发射面的距r0取值为2～4米之间。
下面以四川省电力公司变电站变压器可听噪声的测试结果为例来说明本发明的效果：
自2012年1月至12月，在四川省电力公司所属110kV、220kV、500kV变电站30台变压器开展了为期一年的辐射可听噪声试验和规律性研究，以这些数据为基础，进行了变压器辐射可听噪声的经验公式拟合研究。并结合在变电站可听噪声的试验数据，对预测公式进行了验证。在110kV、220kV和500kV单相、三相一体变压器周围的可听噪声测量值与本发明推荐的计算方法的对比结果见图1～4所示。其中图1～4中，计算方法中的各项参数和系数取值为r0=2或4m，k1=1.0,k2=1.24（图1-3）、1.15(图4),ΔLp=0.60dB(A)。图中SEPRI系指权利公式Lp(r)=Lp(r0)-10log(k1A+3.14k2B r+6.28r2)+K(r0)+ΔLp和Lp(r)=Lw-10log(k1A+3.14k2B r+6.28r2)+K+ΔLp。从图中可以看出，本发明提出的可听噪声计算方法与测量值吻合很好。
现单独列出各公式中符号定义及其单位：
a，变压器长度，m；
b，变压器宽度，m；
h，变压器高度，m；
A，变压器发声面积，m2；
B，变压器外形尺寸特征参数，m；
K，变压器噪声声压级分布不平衡修正量，dB(A)；
Lp(r0)，在距离变压器基准发射面r0处的可听噪声声压级，dB(A)；
LPa，变压器噪声平均声压级，dB(A)；
r0，已知噪声声压级的场点距离变压器基准发射面的距离，m；
r，场点到变压器噪声基准发射面的距离，m；
Lp(r)，在距离变压器基准发射面r处的可听噪声声压级，dB(A)；
Lp(r0)，在距离变压器基准发射面r0处的可听噪声声压级，dB(A)；
Lw，变压器声功率级，dB(A)；
K(r0)，r0处噪声衰减量，dB(A)；
ΔLp，变电站噪声修正量，dB(A)；
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (7)

1.一种电力变压器辐射可听噪声计算方法，其特征在于包括以下步骤：
计算变压器发声面积和外形尺寸特征参数；
获得距变压器的基准发射面r0米处的噪声值Lp(r0)、变压器噪声平均声压级LPa和声功率级Lw，计算变压器噪声分布不平衡修正量K；
计算得到距离变压器r处的可听噪声A声级。
2.根据权利要求1所述的一种电力变压器辐射可听噪声计算方法，其特征在于：所述计算变压器发声面积和外形尺寸特征参数，具体是将变压器拟化成一个6个面的长方体，测量长方体的长度a、宽度b和高度h，通过公式A=2(a+b)h和公式B=a+b+h计算得到变压器发声面积A和变压器外形尺寸特征参数B。
3.根据权利要求1所述的一种电力变压器辐射可听噪声计算方法，其特征在于：所述变压器噪声分布不平衡修正量K的计算方法是，通过采用现场测试或收集变压器厂家提供的设备噪声资料方法获得变压器的基准发射面r0米噪声值Lp(r0)、变压器噪声平均声压级LPa和声功率级Lw，通过公式K=Lp(r0)-LPa计算得出。
4.根据权利要求1所述的一种电力变压器辐射可听噪声计算方法，其特征在于：所述计算得到距离变压器r处的可听噪声A声级的方法是：
先获得已知噪声声压级的场点到变压器基准发射面的距离r0、场点到变压器噪声基准发射面的距离r、在距离变压器基准发射面r0处的可听噪声声压级Lp(r0)、变压器发声面积A、变压器外形尺寸特征量B和变电站噪声修正量ΔLp；
通过公式K(r0)=10log(k1A+3.14k2B r0+6.28r0 2)计算出r0处噪声衰减量K(r0)；
再通过公式Lp(r)=Lp(r0)-10log(k1A+3.14k2B r+6.28r2)+K(r0)+ΔLp算出在距离变压器基准发射面r处的可听噪声声压级Lp(r)；
上述公式中，k1、k2-各分项的修正系数。
5.根据权利要求1所述的一种电力变压器辐射可听噪声计算方法，其特征在于：所述计算得到距离变压器r处的可听噪声A声级的方法是：
先获得变压器噪声声功率级Lw、场点到变压器噪声基准发射面的距离r、变压器发声面积A、变压器外形尺寸特征量B、变压器噪声分布不平衡修正量K和变电站噪声修正量ΔLp；
通过公式Lp(r)=Lw-10log(k1A+3.14k2B r+6.28r2)+K+ΔLp算出在距离变压器基准发射面r处的可听噪声声压级Lp(r)；
上述公式中，k1、k2-各分项的修正系数。
6.根据权利要求4或5所述的一种电力变压器辐射可听噪声计算方法，其特征在于：所述修正系数k1取值范围为0.90～1.10，修正系数k2取值范围为1.00～1.30。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种电力变压器辐射可听噪声计算方法，其特征在于：所述噪声声压级的场点距离变压器基准发射面的距r0取值为2～4米之间。
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