CN108266014A - 一种变电站噪声综合治理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站噪声综合治理方法。目前，解决变电站厂界及功能区敏感点噪声超标问题变得尤为迫切。本发明的变电站噪声综合治理方法，包括：根据变电站内的变压器与厂界围墙和敏感建筑物的相对位置修建不同方式的隔声屏障；根据变电站内的电抗器与厂界围墙和敏感建筑物的相对位置修建不同方式的隔声屏障；在变电站内的换热系统排风扇出风口处和空调外机出风口处加装吸声百叶窗；在保证安全距离的前提下，沿厂界围墙内周围种植常绿针叶植物和阔叶植物相间的林木带。本发明根据变站内设备噪声特性有针对性开展综合治理，可以有效降低设备产生的噪声，确保变电站厂界和周围功能区敏感点噪声达到国家标准。

Description

一种变电站噪声综合治理方法

技术领域

本发明属于变电站噪声治理领域，具体涉及一种变电站内多种类型设备噪声综合治理方法。

背景技术

随着我国经济的不断发展，国民经济对电力能源的依赖性越来越强，对电力能源的需求也越来越大，这就要求增加或者扩建变电站，来满足经济的发展需求。作为降低电压、升高电压或者用来做直流与交流之间转换的主要设备，电力变压器成为变电站运作必不可少的设施，是新建、扩建变电站需要更新、更换的主要设备。一方面，变电站随着城市的扩容，以前建在城市郊区或者人烟稀少区域的变电站也逐渐被高楼大厦和众多小区包围，声环境功能区类别有较大改变，比如由声环境功能区二类变成了一类。另外一方面，随着变电站内设备运行年限的增加，其噪声水平却在不断提高，原来变电站运行初期厂界排放噪声能够满足国家标准要求，经过长期运行以后厂界排放噪声超出国家标准，需要进行治理噪声才能达标排放。

目前变电站噪声执行标准主要包括声环境质量标准(GB3096-2008)、工业企业厂界环境噪声排放标准(GB12348-2008)，详见表1和表2。根据区域的使用功能特点和环境质量要求，声环境功能区分为五种类型：①0类声环境功能区：指康复疗养区等特别需要安静的区域。②1类声环境功能区：指以居民住宅、医疗卫生、文化教育、科研设计、行政办公为主要功能，需要保持安静的区域。③2类声环境功能区：指以商业金融、集市贸易为主要功能，或者居住、商业、工业混杂，需要维护住宅安静的区域。④3类声环境功能区：指以工业生产、仓储物流为主要功能，需要防止工业噪声对周围环境产生严重影响的区域。⑤4类声环境功能区：指交通干线两侧一定距离之内，需要防止交通噪声对周围环境产生严重影响的区域，包括4a类和4b类两种类型。4a类为高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市轨道交通(地面段)、内河航道两侧区域； 4b类为铁路干线两侧区域。

表1环境噪声限值

表2工业企业厂界环境噪声排放限值

发明内容

针对现有变电站噪声厂界超标排放问题，本发明提供一种变电站内多种类型设备噪声综合治理方法，其针对变站内设备噪声特性开展综合治理，有效降低设备产生的噪声，确保变电站厂界和周围功能区敏感点噪声达到国家标准。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种变电站噪声综合治理方法，其包括：

根据变电站内的变压器与厂界围墙和敏感建筑物的相对位置修建不同方式的隔声屏障；

根据变电站内的电抗器与厂界围墙和敏感建筑物的相对位置修建不同方式的隔声屏障；

在变电站内的换热系统排风扇出风口处和空调外机出风口处加装吸声百叶窗；

在保证安全距离的前提下，沿厂界围墙内周围种植常绿针叶植物和阔叶植物相间的林木带。

为了有效降低变电站厂界噪声及保证厂界周围敏感点环境功能区噪声达标，单一的治理手段很难实现，因此需要对变电站声源进行全面分析噪声产生的原因和频谱，有针对性的开展有效治理。

作为上述变电站噪声综合治理方法的补充，当敏感建筑物为低矮建筑物时，隔声屏障略高于变压器即可；当敏感建筑物为高层建筑物时，隔声屏障的高度高于变压器且建筑物最高处敏感点位于隔声屏障的声影区内。

作为上述变电站噪声综合治理方法的补充，当敏感建筑物为低矮建筑物时，隔声屏障略高于电抗器即可；当敏感建筑物为高层建筑物时，隔声屏障的高度高于电抗器且建筑物最高处敏感点位于隔声屏障的声影区内。

作为上述变电站噪声综合治理方法的补充，所述的隔声屏障采用吸声和隔声相结合的复合型隔声屏障。

作为上述变电站噪声综合治理方法的补充，根据敏感建筑物与变压器的相对位置，隔声屏障采取1/4包围型、1/2包围型、3/4包围型或全封闭型。

作为上述变电站噪声综合治理方法的补充，根据敏感建筑物与电抗器的相对位置，隔声屏障采取1/4包围型、1/2包围型、3/4包围型或全封闭型。

作为上述变电站噪声综合治理方法的补充，所述的吸声百叶窗包括吸声装置，该吸声装置带有吸声孔。

本发明具有的有益效果：本发明根据变站内设备噪声特性有针对性开展综合治理，可以有效降低设备产生的噪声，确保变电站厂界和周围功能区敏感点噪声达到国家标准。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中变电站内一般设备及建筑物分布图；

图2为本发明具体实施方式中变压器噪声1/3倍频程频谱图；

图3为本发明具体实施方式中敏感建筑物为低矮建筑物的隔声屏障示意图；

图4为本发明具体实施方式中敏感建筑物为高层建筑物的隔声屏障示意图；

图5为本发明具体实施方式中不同类型隔声屏障的示意图；

图6为本发明具体实施方式中电抗器噪声1/3倍频程频谱图；

图7为本发明具体实施方式中通风散热系统噪声1/3倍频程频谱图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

变电站站界噪声主要来源于变压器与电抗器等设备噪声、通风散热系统噪声、高压进出线电晕噪声等多种噪声在站界处衰减和叠加而形成的噪声。由于变压器、电抗器和通风散热系统等设备距站界的距离不同，以及其它多方面声传播衰减效应不同，变电站站界不同位置处的噪声水平相差较大。变电站站界噪声特性体现在：①站界不同位置处，噪声频率或以低频为主，或以中高频为主，或是低频和中高频的叠加。②噪声水平横向分布，声压级随离开站界距离的增加而衰减。③受环境本底噪声的影响，站界噪声衰减到一定程度时不再有明显衰减。

根据变电站内的变压器与厂界、敏感点的相对位置修建不同方式的隔声屏障，优先选择吸收和隔声相结合的声屏障。站内的换热系统排风扇出风口和空调外机出风口，可以在出风口位置加装吸声百叶窗，有效降低换热系统产生的噪声。另外保证安全距离的前提下，可以沿围墙内周围种植一定宽度的常绿针叶植物和阔叶植物相间的林木，也可以有效降低厂界及敏感点噪声值。

目前，变电站内一般设备及建筑物分布如图1所示。

变电站噪声声源主要包括变压器、电抗器、通风散热系统和高压进出线等。变压器和电抗器等设备噪声、通风散热系统噪声、高压进出线电晕噪声等共同叠加而影响变电站厂界噪声水平。

变压器噪声主要来源于变压器本体和冷却系统两个方面。变压器噪声共有三个声源，一是铁心，二是绕组，三是冷却器，即空载、负载和冷却系统引起的噪声之和。铁心产生噪声的原因是构成铁心的硅钢片在交变磁场的作用下，会发生微小的变化即磁致伸缩，磁致伸缩使铁心随励磁频率的变化做周期性振动。绕组产生振动的原因是电流在绕组中产生电磁力，漏磁场也能使结构件产生振动。本体振动是变压器本体噪声(电磁噪声)产生的根源，主要表现为：①硅钢片的磁致伸缩引起的铁心振动。②硅钢片接缝处和叠片之间存在着因漏磁而产生的电磁吸引力引起铁心的振动。③当绕组中有负载电流通过时，负载电流产生的漏磁通在绕组导体间产生电磁力引起绕组的振动。④负载电流产生的漏磁通引起油箱壁(包括磁屏蔽等)的振动。其中，硅钢片发生磁致伸缩引起铁心周期性振动并引起变压器外壳产生振动是变压器本体噪声的主要来源。变压器冷却系统噪声主要来自油泵和冷却风扇等冷却装置运行时振动而产生的机械噪声和空气动力性噪声。同时，变压器本体振动可以通过绝缘油、管接头及其装配零件传递给冷却系统，加剧冷却系统振动，导致冷却系统噪声加大。

变压器噪声特性体现在：①变压器声功率级随系统电压等级的升高而增大。②变压器本体噪声呈现低频特性，频率为100Hz基频及其整数倍，冷却系统噪声频带较宽，呈现中高频特性，频率为500-4000Hz，频谱为两者叠加。③声压级随离开变压器距离的增加而衰减，随着距离的增加，低频率段比高频率段的噪声衰减效应大。④变压器本体低频噪声具有穿透能力强的特点，冷却系统噪声具有季节性特点。变压器噪声1/3倍频频谱如图2所示。

从图2可以看出，变压器噪声峰值主要分布在200Hz～800Hz之间，呈现出低频特性。为降低变压器噪声对厂界噪声，需要有针对性的开展治理。变电站噪声治理遵循经济、有效的理念。变压器距离厂界围墙最近点的噪声为受变压器噪声影响最大的点，图1中的厂界V－W段为受变压器噪声影响最大的部分。为降低厂界V－W段噪声值，需要在变电站和厂界围墙之间修建噪声隔离墙，在保证变压器安全和通风良好的前提下，该隔声墙与变压器的距离越小越好。如果周边敏感点建筑物为普通居民建筑，隔声墙高度略高于变压器高度即可，如图3所示。如果周边敏感点建筑物为高层建筑，隔声墙高度要高于变压器且建筑物最高处敏感点应位于隔声墙的声影区内，如图4所示。隔声屏障最好采用吸声和隔声相结合的复合型声屏障，其降低噪声效果更为显著。根据敏感点与变压器的相对位置，可以采取1/4型、1/2型或者3/4型，如果有空间且有足够资金的话可以采取降噪效果最好的全封闭型如图5所示。吸声材料通常会采用玻璃纤维棉、离心玻璃棉、岩棉等吸声性能好、绝热性能好、可燃性能差的材料。

电抗器噪声与变压器噪声类似，由铁心、绕组、油箱(包括磁屏蔽等)及冷却装置的振动产生。但是，电抗器磁通密度(约为1.4T)比变压器磁通密度(1.5-1.8T)小，铁心磁致伸缩引起的噪声相对较小；电抗器冷却风扇的功率相对低，其产生的噪声比变压器冷却系统的噪声小。

电抗器噪声特性体现在：①高压电抗器声功率级随电压等级和额定容量的升高而增大；在一定的功率负荷内，高压电抗器噪声与运行负荷无显著相关性。②高压电抗器噪声频率主要集中在100Hz中心频率1/3倍频带频段，其它频段噪声水平相对较低；冷却装置噪声频率在中高频频段。③声压级随离开电抗器距离的增加而衰减，产生明显的干涉现象。电抗器噪声1/3倍频频谱如图6所示。

从图6可以看出，电抗器噪声峰值主要分布在100Hz～1000Hz之间，呈现出低频和中频特性。为降低电抗器噪声对厂界噪声，需要有针对性的开展治理。可以采用隔声屏障最好采用吸声和隔声相结合的复合型声屏障，其降低噪声效果更为显著。如果周边敏感点建筑物为普通居民建筑，隔声墙高度略高于变压器高度即可，类似于图3。如果周边敏感点建筑物为高层建筑，隔声墙高度要高于变压器且建筑物最高处敏感点应位于隔声墙的声影区内，类似于图4。根据周围敏感点的位置可以采取1/4型或者1/2型等，类似于图5。

变电站通风散热系统主要有排风扇出风口、建筑物空调外机、风机等设备，其噪声来源于设备运行时振动而产生的机械噪声以及高速气流、不稳定气流与物体相互作用产生的空气动力性噪声。变电站通风散热系统噪声特性体现在：①通风散热系统噪声大小与设备通风量相关。②通风散热系统噪声频率以中高频为主。③声压级随离开通风散热系统距离的增加而衰减。④通风散热系统噪声具有季节性特点。通风散热系统噪声1/3倍频频谱如图7所示。

从图7可以看出，通风散热系统噪声峰值主要分布在500Hz左右，呈现出低频特性。为降通风散热系统噪声对厂界噪声，需要有针对性的开展治理。对于排风扇出风口和空调外机出风口，可以在出风口位置加装吸声百叶窗，一方面保证了有效通风，一方面排风扇的噪声可以被百叶窗上带有吸声孔的吸声装置吸收，以降低其产生的噪声。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种变电站噪声综合治理方法，其特征在于，包括：

根据变电站内的变压器与厂界围墙和敏感建筑物的相对位置修建不同方式的隔声屏障；

根据变电站内的电抗器与厂界围墙和敏感建筑物的相对位置修建不同方式的隔声屏障；

在变电站内的换热系统排风扇出风口处和空调外机出风口处加装吸声百叶窗；

在保证安全距离的前提下，沿厂界围墙内周围种植常绿针叶植物和阔叶植物相间的林木带。

2.根据权利要求1所述的变电站噪声综合治理方法，其特征在于，当敏感建筑物为低矮建筑物时，隔声屏障略高于变压器即可；当敏感建筑物为高层建筑物时，隔声屏障的高度高于变压器且建筑物最高处敏感点位于隔声屏障的声影区内。

3.根据权利要求1所述的变电站噪声综合治理方法，其特征在于，当敏感建筑物为低矮建筑物时，隔声屏障略高于电抗器即可；当敏感建筑物为高层建筑物时，隔声屏障的高度高于电抗器且建筑物最高处敏感点位于隔声屏障的声影区内。

4.根据权利要求1、2或3所述的变电站噪声综合治理方法，其特征在于，所述的隔声屏障采用吸声和隔声相结合的复合型隔声屏障。

5.根据权利要求4所述的变电站噪声综合治理方法，其特征在于，根据敏感建筑物与变压器的相对位置，隔声屏障采取1/4包围型、1/2包围型、3/4包围型或全封闭型。

6.根据权利要求4所述的变电站噪声综合治理方法，其特征在于，根据敏感建筑物与电抗器的相对位置，隔声屏障采取1/4包围型、1/2包围型、3/4包围型或全封闭型。

7.根据权利要求1、2或3所述的变电站噪声综合治理方法，其特征在于，所述的吸声百叶窗包括吸声装置，该吸声装置带有吸声孔。