CN105185538A - 一种110kv变电站室内主变压器降噪降耗装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种110KV变电站室内主变压器降噪降耗装置及方法，主变压器室安装有隔声板，所述隔声板设有进风口，在主变压器室顶部排风口处加装抽风机。主变压器室的进风口、排风口处均安装消声器。主变压器室的墙壁加装吸声层。主变压器室的室内、室外均安装有温度传感器，所述温度传感器连接控制模块，控制模块连接抽风机、消声器。本发明一种110KV变电站室内主变压器降噪降耗装置及方法，通过主变室墙壁加装吸音板，大门加装隔音板、热风从主变室屋顶排除等措施，以降低噪声和能耗；同时方便安装、检修、维护。

Description

一种110KV变电站室内主变压器降噪降耗装置及方法

技术领域

本发明一种110KV变电站室内主变压器降噪降耗装置及方法，涉及变压器降噪处理领域。

背景技术

变压器所发出的噪声是运行中铁芯磁致伸缩，线圈电磁作用振动等产生的噪声和冷却装置运转时产生的噪声。特别是大型变压器及其强迫油循环冷却装置中潜油泵和风扇所产生的噪声，并随变压器容量增大而增大。变压器噪声表现为低中频振动，噪声的传播方式是一部分以振动形式通过固体传递的；还有一部分是由气固混合传递。经过对变电站的噪声进行检测，通过频谱分析得知，变压器的噪声属于中低频噪声，对周边住户影响较大的变压器噪声其低频段在125Hz～500Hz，对噪声值贡献最大的频率是250Hz；风冷机械噪声属于中高频噪声，对噪声值贡献最大的频率为1KHz。变压器的噪声是不稳定的，空载或运行功率低时，噪声相对较低，满负荷运行时噪声较高。从噪声的控制角度看，噪声的频率越低，治理难度越大。因为低频噪声的波长较长，随距离衰减率低，也不易被吸收。室内站的变压器安装在变压器室内，变压器声音传至墙壁时发生反射，和直达噪声混合向外传播，噪声相互叠加，室内变压器的噪声主要通过大门下面的通风口对外传播，所以对门口方向的居民区域影响较大。目前在噪声治理方面多年的治理经验，变压器的噪声治理主要在噪声的传播途径上进行治理，主要是采取吸声、消声、隔声技术，在变压器外部采取吸声、消声和隔声措施，使噪声在传播到周边区域受声点的过程中衰减，降低到达周边区域受声点的噪声强度，但是要结合散热来进行。

目前，许多110KV主变压器的老式冷却系统一般采用YF-80、YF-100、YF-120型号的冷却系统，属于多回路结构系统，存在辅机耗电多、维护工作量大、风冷却系统运行噪音大。随着节能环保和状态检修要求，降低噪音的同时，急需一种新型的散热系统，综合解决降噪和节能降耗技术。目前国内外充油变压器的冷却方式分为自然循环和强迫循环方式，依靠对流和辐射散热，变压器采取的冷却方式与其电压等级和容量有关。主要有：a:油浸风冷(ONAF)；b:强迫油循环冷却：强迫导向油循环风冷或水冷。

某省电力公司系统范围内强油风冷主变共计190台，仅该省下面地区供电公司4台110KV主变中，强迫油循环风冷却主变4台，都为早期设计产品，由于使用周期寿命未到，一直在投入使用。该主变及其冷却系统噪声大、能耗高、故障率高、检修维护困难。节能、环保、变压器噪音超标改造是高压电气设备今后选用、检修、维护的发展方向。

发明内容

为解决现有的变压器冷却系统高噪音、高能耗问题，本发明提供一种110KV变电站室内主变压器降噪降耗装置及方法，通过主变室墙壁加装吸音板，大门加装隔音板、热风从主变室屋顶排除等措施，以降低噪声和能耗；同时方便安装、检修、维护。

本发明采取的技术方案为：

一种110KV变电站室内主变压器降噪降耗装置，主变压器室安装有隔声板，所述隔声板设有进风口，在主变压器室顶部排风口处加装抽风机。主变压器室的进风口、排风口处均安装消声器。主变压器室的墙壁加装吸声层。

主变压器室的室内、室外均安装有温度传感器，所述温度传感器连接控制模块，控制模块连接抽风机、消声器。

所述控制模块连接固定在多回路散热管金属支架上的静音风机，控制模块控制静音风机吹风对流散热；控制模块控制静音风机通过多回路散热管进行散热。

所述隔声板下部设有隔声门。所述隔声门由外表面钢板，内表面设高分子阻尼材料、吸音棉、玻璃布、金属穿孔板构成。

所述主变压器室的墙壁敷设吸音棉、玻璃布、金属穿孔板构成的吸声层。

所述抽风机为4台，采用防爆型轴流风机。

所述主变压器室外筑有围墙，围墙上加装声屏障。

本发明一种110KV变电站室内主变压器降噪降耗装置及方法，技术效果如下：

1)、室内变压器噪声在主变压器室内壁反射，形成混响声场，和直达噪声混合向外传播，噪声相互叠加。在主变压器室的墙壁加装吸声层，当声能传到吸声层的表面时，吸声层可以将声能转化为热能和振动能，把到达墙面的声音吸收掉,消除反射声，减小室内噪声。

2)、从主变压器下端引进冷风，提高散热效果，减少强油风冷风扇电机和强油泵运行时间。强油风冷主变冷却器风扇电机长时间运转损耗，容易出故障，本发明从外部引进冷风，热风从变压器室屋顶部排出散热，从而减少了强油循环的运行时间。

3)、强油循环风冷却变压器是电力系统早期设计产品，其维持自身冷却能耗较大，本发明在保障在不降低主变冷却效果的情况下，较大降低能耗。本发明从主变下端引进冷风，提高散热效果，起到节能作用。

4)、主变压器室的墙壁敷设吸音棉、玻璃布、金属穿孔板构成的吸声层，具备吸声、消声、隔声的技术效果。

附图说明

图1为本发明的主变压器室结构示意图。

图2为本发明的安装有抽风机的主变压器室顶部局部结构示意图。

图3为本发明的电缆夹层排风风亭结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种110KV变电站室内主变压器降噪降耗装置，主变压器室1安装有隔声板2，所述隔声板2设有进风口4，在主变压器室1顶部排风口处加装抽风机5。主变压器室1的进风口4、排风口处均安装消声器6。主变压器室1的墙壁加装吸声层。

本发明对主变压器室1敞开式大门进行隔声封闭。将现有门拆除，利用隔声板2将门洞进行封堵。隔声板2采用符合吸隔声的结构。所述隔声门3由外表面钢板，内表面设高分子阻尼材料、吸音棉、玻璃布、金属穿孔板。从主变压器室1朝外依次是金属穿孔板、玻璃布、吸音棉、高分子阻尼材料、外钢板，通过这几层材料的叠加，起到吸音和阻隔功能，其设计隔声量≥25dBA。为便于日常巡检，隔声板2下部设有隔声门3，其设计隔声量≥25dBA。

金属穿孔板起到吸收、并扩散主变压器室1噪声作用。

玻璃布具有绝缘、绝热、耐腐蚀、不燃烧、耐高温、高强度等性能，对后面的吸音棉、高分子阻尼材料起到隔热、并防止水汽、油气腐蚀的作用。

高分子阻尼材料采用聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、丁基橡胶或丁腈橡胶。吸音棉起到一次降噪作用；高分子阻尼材料起到二次降噪，同时能降低隔声门3机械振动的作用。

外钢板是隔声门3的支撑框架，具备一定机械强度，能支撑上述几层材料的安装。

在主变压器室1两侧的外墙加装2个进风口，安装2台冷风机，并安装消声器6，消声器6规格：DN1000mm、长1200mm，在保证消声的同时，有足够的通风量保证变压器正常运行，整体设计使用切合实际的吸声、消声、隔声结构，具体结构根据噪声源频谱特性进行设计，以达到最好的治理效果。消音器6的主要结构是内含很多空洞的消音弯头。

主变压器室1进行隔声封闭后，针对其内部通风散热问题，设计采取机械通风的方案，在隔声板2下部设计进风口4，在每个主变压器室1顶部现有排风口处加装四台抽风机5，抽风机5采用低噪声防爆型轴流风机，单台风量≥35000m³/h，通风量计算公式如下：

V＝Q/ρC×(45-t)；

Q—主变每小时发热量，kcal/h；

根据主变容量确定，其发热量为250kv/h；

则Q＝(250×3600)kJ/h＝(250×3600÷4.1868)kcal/h＝214961kcal/h；

ρ—空气密度，1.29kg/m³；

C—标准大气压下空气比热容，0.24Kcal/Kg℃；

t—变压器室外环境温度，按夏季最高温度40℃考虑，则通风量V＝214961/(1.29×0.24×5)＝138864m³/h；

单台风机风量＝138864÷4＝34716m³/h。

考虑极限温度的出现，风机选取加大一定的裕度，故设计单台风量≥35000m³/h。

从节能的角度考虑，抽风机5连接控制模块，当主变压器室1内温度高于40℃时，两台抽风机5启动；温度高于45℃时，另两台抽风机5启动；当环温较低的时，如冬季，则抽风机5只需启动两台或无需启动。

进、排风口消声处理：在主变压器室1的进、排风口均处安装消声器6。消声器6采用阻性片式结构，设计消声量△L≥20dBA。为防止消声器6内出现气流再生噪声，设计消声通道空气内流速不得超过6m/s。

主变压器室1封闭后，声波经墙壁多次反射、叠加后会出现的声混响现象，设计在主变压器室1内墙壁安装吸声层，吸声层面积不小于墙壁面积的60％。所述主变压器室1的墙壁敷设吸音棉、玻璃布、金属穿孔板构成的吸声层。从朝外依次是金属穿孔板、玻璃布、吸音棉，通过这层材料的叠加，起到吸音和阻隔功能。

金属穿孔板起到吸收、并扩散主变压器室1噪声作用。

玻璃布具有绝缘、绝热、耐腐蚀、不燃烧、耐高温、高强度等性能，对后面的吸音棉起到隔热、并防止水汽、油气腐蚀的作用。

吸音棉起到初级降噪作用。

主变压器室1的室内、室外均安装有温度传感器，所述温度传感器连接控制模块，所述控制模块还与油泵、静音风机、消音器6以及电源相连接。通过温度传感器，感应室内温度和室内外温度差，经过控制模块，所述控制模块连接固定在多回路散热管金属支架上的静音风机。多回路散热管是仿照变压器散热原理，因为变压器在室内，现有技术中是安装的风机，本发明改进为多回路散热管，安装在变压器散热片下方，有一定距离。控制模块控制静音风机吹风对流散热；控制模块控制静音风机通过多回路散热管进行散热。从而达到对主变压器室1内部进行高效冷却的目的。

抽风机5连接控制模块，当主变压器室1内温度高于40℃时，两台抽风机5启动；温度高于45℃时，另两台抽风机5启动；当环温较低的时，如冬季，则抽风机5只需启动两台或无需启动。当控制模块感应到温度变化，抽风机5启动后，消声器6也应随之启动，降低气流的噪音。

温度传感器可以采用TS-XX-E系列温度传感器。

控制模块可以采用西门子S200系列PLC控制器，也可以采用MCU处理器。

所述主变压器室1外筑有围墙，围墙上加装声屏障。围墙高度在2.5～2.8m之间，主变压器室1高度为4m左右。围墙与对应的主变压器室1的隔声板2之间的安全距离是7～9m。安全距离太近不便于检修，太远不利于降噪。声屏障采用高速公路上普遍使用的隔音屏障，隔音屏障高度为1.0～1.2m。

采用前述消声器6、隔声门3、隔声板2后进行降噪后，若是仍然有余下的噪声。对沿线环境敏感点产生噪声污染，加装声屏障可以将噪声污染源与周边环境隔离，有效阻断余下的噪声，确保周边区域的噪声达到国家相关标准。

一种110KV变电站室内主变压器降噪方法，电缆夹层排风风亭为土建结构，排风风亭7安装位置是在主变压器室1的顶部，排风风亭7内有2台抽风机，四面是隔音结构。排风风亭7的三侧设计有出风口，外配铝合金百叶。针对其采取如下降噪措施：将排风风亭7两侧出风口隔音结构8封堵，隔音结构8材质结构与隔声板2类似。引导气流只从中间的出风口9排除，出风口9外安装消声器6，设计消声量△L≥20dBA。消声器6与出风口9之间安装消声弯头10进行连接，消声器6将声辐射面导向与敏感点相反的方向。敏感点即为噪声源对居民的影响点。

噪声治理最终目的是解决扰民问题，本发明一种110KV变电站室内主变压器降噪降耗装置及方法，治理后使变电站噪声对其附近各敏感点声环境影响达到《声环境质量标准》GB3096-2008中规定的2类声功能区标准限值，即昼间≤60dBA、夜间≤50dBA。

⑴确保变电站附近敏感点处声环境达到规定的标准限值；

⑵降噪设备不能影响站内设备的安全运行；

⑶降噪设备不能影响工作人员的巡检、维修；

⑷降噪设备必须有良好的耐腐蚀性；

⑸降噪设备具有长的使用寿命；

本发明在满足上述5条原则的基础上，最大程度地降低治理成本。

表1某变电站降噪处理前后噪音测试情况

	处理前，dB(A)	处理后，dB(A)
			运行噪声	63	60
厂界噪声	55	50

根据以往同类工程经验，采取本发明降噪措施后，该站噪声排放可得到有效的控制，变电站噪声对周边敏感点处声环境的影响可达到《声环境质量标准》GB3096-2008中的2类标准限值，即昼间≤60dB(A)，夜间≤50dB(A)。

Claims (5)

1.一种110KV变电站室内主变压器降噪降耗装置，其特征在于，主变压器室(1)安装有隔声板(2)，所述隔声板(2)设有进风口(4)，在主变压器室(1)顶部排风口处加装抽风机(5)；主变压器室(1)的进风口(4)、排风口处均安装消声器(6)；主变压器室(1)的墙壁加装吸声层；主变压器室(1)的室内、室外均安装有温度传感器，所述温度传感器连接控制模块，控制模块连接抽风机(5)、消声器(6)；所述隔声板(2)下部设有隔声门(3)，所述隔声门(3)由外表面钢板，内表面设高分子阻尼材料、吸音棉、玻璃布、金属穿孔板构成；所述主变压器室(1)的墙壁敷设吸音棉、玻璃布、金属穿孔板构成的吸声层；所述主变压器室(1)外筑有围墙，围墙上加装声屏障。

2.根据权利要求1所述一种110KV变电站室内主变压器降噪降耗装置，其特征在于，所述控制模块连接固定在多回路散热管金属支架上的静音风机，控制模块控制静音风机吹风对流散热；控制模块控制静音风机对多回路散热管进行散热。

3.根据权利要求1所述一种110KV变电站室内主变压器降噪降耗装置，其特征在于，所述抽风机(5)为4台，采用防爆型轴流风机。

4.一种110KV变电站室内主变压器降耗方法，其特征在于，主变下端引进冷风，热风从主变压器室(1)顶部的排风口排出散热。

5.一种110KV变电站室内主变压器降噪方法，其特征在于，排风风亭(7)的三侧设计有出风口，将排风风亭(7)两侧出风口隔音结构(8)封堵，引导气流只从中间的出风口(9)排除，出风口(9)外安装消声器(6)，消声器(6)与出风口(9)之间安装消声弯头(10)进行连接，消声器(6)将声辐射面导向与敏感点相反的方向。