CN109272981A - 一种变电站降噪装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变电站降噪装置，包括：隔声模块、吸声模块及消声模块，隔声模块设置于将变压器隔开的两防火墙之间并与防火墙相连，用于对噪声进行隔声处理；吸声模块设置在隔声模块上，对噪声进行吸声处理；消声模块设置在隔声模块上的开孔处对噪声进行消声处理。本发明提供的装置，根据噪声频谱特征及吸声、隔声和消声模块在不同材料、结构参数下的降噪量，进行降噪模块的关键参数设计，简化了降噪设计步骤；针对变压器服役环境，通过不同降噪模块的组合应用，实现良好的噪声控制，所用的降噪材料均为市面可购的产品，其功能稳定性高成本较低，严格按照相关要求进行降噪模块的设计，避免技术投入过剩或不足，保证了降噪工程的经济性和有效性。
Description
技术领域
本发明涉及噪声控制技术领域，具体涉及一种变电站降噪装置。
背景技术
随着社会经济的发展和用电负荷的不断增长，电网建设正在稳步推进，变电站的数量规模逐步增大，越来越多的变电站深入到城市中心区域。由于制造工艺参差不齐、设备老化、长期运行、与敏感点距离较近等一系列原因，变电站噪声污染问题日益突出。近年来，与变电站噪声问题相关的纠纷、投诉案件不断上升，变电站噪声问题已成为电网建设过程中必须面临的迫切问题。
半户内变电站是一种常见的变电站类型，站内主要声源设备——变压器位于主控楼外部，变压器之间设置有防火墙。由于变压器正前方没有任何阻挡，设备噪声未直接传播至厂界后，很容易导致变电站噪声排放超标。目前，针对变电站噪声问题，尚未形成统一的技术规范，不同的地区的降噪处理方法不尽相同，不能对产生的噪声全面地进行合理的降噪处理，导致降噪效果参差不齐。
发明内容
因此，本发明提供一种变电站降噪装置，克服了现有技术中对于变电站的噪声问题降噪效果不佳的不足，可以为同类型降噪工程的设计提供参考。
本发明实施例提供一种变电站降噪装置，包括：隔声模块、吸声模块及消声模块，其中，所述隔声模块设置于将变压器隔开的两防火墙之间，并与所述防火墙相连，用于对噪声进行隔声处理；所述吸声模块设置在所述隔声模块上，用于对所述噪声进行吸声处理；所述消声模块设置在所述隔声模块上的开孔处，用于对所述噪声进行消声处理。
优选地，所述隔声模块的关键参数包括：所述隔声模块的尺寸、隔声模块所用刚性材料的厚度及隔声模块所用阻性填充材料的厚度。
优选地，所述隔声模块的长度为各防火墙之间的距离，所述隔声模块的高度不小于防火墙的高度。
优选地，通过以下步骤确定所述变隔声模块的高度：采集变电站内声源设备噪声信号；对所述噪声信号进行频谱分析，获取噪声分布频段和声压级；
判断所述噪声信号的声压级是否小于第一预设值；
当所述噪声信号的声压级小于第一预设值时，将所述隔声模块的高度设置为等于防火墙的高度。
优选地，当所述变电站的声压级大于所述第一预设值时，将所述隔声模块的高度设置为比所述防火墙高第二预设值，并在所述防火墙上增设高度为所述第二预设值的第二隔声模块。
优选地，所述吸声模块的关键参数包括：所述吸声模块的面积比例、所述吸声模块所用材料的降噪系数及所述噪声分布频段的混响时间。
优选地，所述消声模块的关键参数包括：消声模块的长度、消声片厚度和消声材料容重。
优选地，所述变电站降噪装置的实际降噪量为：隔声模块的降噪量和消声模块的降噪量中的最小值与吸声模块的降噪量之和。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明实施例提供的变电站降噪装置，包括：隔声模块、吸声模块及消声模块，通过获取到的主变压器噪声频谱特征，根据吸声、隔声和消声模块在不同材料、结构参数下的降噪量，进行降噪模块的关键参数设计，简化了降噪设计步骤；针对变压器服役环境，通过不同降噪模块的组合应用，全面切断噪声向厂界传播的途径，实现良好的噪声控制，所用的不同规格、不同型号的降噪材料，均为市面可购的产品，其功能稳定性高，成本较低，严格按照GB12348的相关要求进行降噪模块的设计，避免技术投入过剩或不足，保证了降噪工程的经济性和有效性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的变电站降噪装置安装位置的俯视图；
图2为图1的侧视图；
图3为本发明实施例提供的隔声模块结构的一个具体示例的组成图；
图4为本发明实施例提供的变电站降噪装置安装位置的正视图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供一种变电站降噪装置，如图1及图2所示，该变电站降噪装置包括：隔声模块1、吸声模块2及消声模块3。
本发明实施例中，在变电站中，通常在两两变压器之间设置有防火墙4，该隔声模块1设置于将变压器隔开的两防火墙4之间，并与防火墙4相连，用于形成密闭空间，对变压器产生的噪声进行隔声处理；吸声模块2设置在隔声模块1上，用于对噪声进行吸声处理；消声模块3设置在隔声模块1上的开孔处，用于对噪声进行消声处理。
本发明实施例中，如图1所示，变电站内的多个主变压器被防火墙4隔开，隔声模块1设置于将变压器隔开的两防火墙4之间，并与防火墙4相连；如图2所示，吸声模块2设置在隔声模块1上，消声模块3设置在隔声模块1上的开孔处。
在实际应用中，变电站的主要噪声源为主变压器，由于隔声模块1与防火墙4组成相对密封的空间，当自然对流散热不能满足散热需求时，需在隔声模块1上开孔，并增设进排风系统，消声模块3同时对主变压器和进排风系统产生的噪声进行消音处理。
在一较佳实施例中，隔声模块1的关键参数包括：隔声模块1的尺寸、隔声模块1所用刚性材料的厚度及隔声模块1所用阻性填充材料的厚度。
本发明实施例中，隔声模块1的长度为各防火墙4之间的距离，隔声模块1的高度不小于防火墙4的高度。
由于隔声模块1的高度的设计会直接影响降噪效果，因此在实际应用中，需要根据噪声信号的实际声压级来确定隔声模块1的高度。本发明实施例中，通过以下步骤确定隔声模块1的高度：
采集变电站内声源设备噪声信号，对噪声信号进行频谱分析，获取噪声分布频段和声压级。本发明实施例中，通过噪声采集设备采集半户内变电站声源设备噪声信号，进行1/3倍频程频谱分析，获取其噪声分布的主要频段和A计权声压级水平。
判断该噪声信号的声压级是否小于第一预设值；当噪声信号的声压级小于第一预设值时，将隔声模块1的高度设置为等于防火墙4的高度。当变电站的噪声信号的声压级大于第一预设值时，将隔声模块1的高度设置为比防火墙4高第二预设值，并在防火墙4上增设高度为第二预设值的第二隔声模块。本发明实施例中，当噪声信号的声压级过大，达到73dB以上时，则隔声模块1的高度需比防火墙4高2m，防火墙4上应增设2m高的第二隔声模块。
在一较佳实施例中，吸声模块2的关键参数包括：吸声模块2的面积比例、吸声模块2所用材料的降噪系数及噪声分布频段的混响时间。吸声模块2的面积比例可以为10％、20％、30％或40％；吸声模块2所用材料的降噪系数可以为0.6～0.7、0.7～0.8或0.8以上，但本发明并不以此为限。在完成隔声模块2尺寸材料设计后，通过仿真计算或者采集设备，可获得上述变电站噪声分布频段的混响时间。
在一较佳实施例中，消声模块3的关键参数包括：消声模块3的长度、消声片厚度和消声材料容重。消声模块3长度可以为1000mm、1500mm或2000mm；消声片厚度为50mm、100mm或150mm；消声材料容重可以为30kg/m3、40kg/m3或50kg/m3，但本发明并不以此为限。
在第一具体实施例中，某110kV变电站为典型的城市半户内变电站，该变电站共有3座主变，位于主控楼外防火墙之间。该变电站北侧、东侧厂界外均有居民楼。为避免引起噪声投诉现象，需对该变电站进行降噪处理。
根据以上信息，利用本发明实施例提供的变电站降噪装置，按照《GB/T1094.10-2003电力变压器第10部分：声级测定》的规定，测量变压器的近场声压级。本次测量时进排风系统未启动，测点距离变压器0.3m。3台变压器的噪声声压级分别为63dB、62dB、68dB，按下式计算各声源声级叠加后总声级：
式中，Lw为叠加后的总声压级，i为声源设备个数，Li为第i个声源设备的声压级。
根据该公式计算可知，该变电站的总声压级为70dB。按照GB12348的要求，计算获得该变电站的需求降噪量。该半户内变电站处于I类声环境功能区，变电站厂界噪声限值为：昼间≤55dB，夜间≤45dB。因此需求降噪量为70-45＝25dB。
本发明实施例中，如图3所示，隔声模块1采用双层刚性材料11+中间填充阻性吸声材料12的结构形式，该变电站防火墙高为6m，防火墙间距为13m。故隔声模块1的尺寸为6×13m。为获得25dB以上的隔声降噪量，需对隔声模块1的刚性材料、阻性材料厚度进行设计。在不同的材料厚度下，隔声模块1的降噪量可参照表1：
表1
查询表1可知，0.5mm厚镀锌钢板+50mm厚阻性填充材料的组合，平均隔声量达到28.4dB，可满足降噪需求。
本发明实施例中，在安装隔声模块1后，主变压器位于相对密封的空间内，为评估该空间内的混响效应，需对声场进行仿真分析，计算得到的混响时间为0.78s。为降低混响效应，控制噪声排放，在主变压器四周的壁面上安装吸声模块2。吸声模块2降噪量的关键参数，包括吸声模块2面积比例、吸声材料降噪系数和混响时间。吸声模块2的降噪量可参照表2进行设计。
表2
本发明实施例中，由于混响声的存在，噪声声压级上升了约3dB。因此，为获得3dB以上的降噪量，选择材料吸声系数≥0.8，吸声面积10％的吸声模块2，其降噪量为2.0～3.7dB。
在本发明实施例中，由于隔声模块1与防火墙4组成相对密封的空间，当自然对流散热不能满足设备散热需求时，需在隔声模块1上开孔，并增设进排风系统，消声模块3可以对主变压器产生的噪声和进排风系统产生的噪声同时进行消声处理。通过调整消声模块3的长度、消声片厚度和消声材料容重，可改变消声模块的降噪量。具体降噪量可参照表3进行设计。
表3
本发明实施例中，为获得25dB以上的降噪量，并兼顾工程经济性，最终选择的消声模块3参数为：消声模块长1500mm，消声片厚50mm、材料容重40kg/m3，消声降噪量为29.5dB。
本发明实施例中，如图4所示，将隔声模块1、吸声模块2和消声模块3组合，为方便设备巡检维修，声屏障中间开设检修门5。经过上述隔声模块1、吸声模块2和消声模块3设计组合，变电站降噪装置的实际降噪量为：隔声模块1的降噪量和消声模块3的降噪量中的最小值与吸声模块2的降噪量之和，即，降噪量＝吸声降噪量+min(隔声降噪量，消声降噪量)＝2+28.4＝30.4dB。因此，采用该降噪装置能够将厂界噪声控制在45dB以下，满足国家标准相关要求。
在第二具体实施例中，某110kV变电站为典型的城市半户内变电站，共有三座主变布置于主控楼外。对三座主变压器进行噪声测试，每台变压器噪声分别为68dB、73dB和72dB。经上述的公式计算，3台变压器噪声叠加后，整体声压级为76.2dB。该变电站位于I类声环境功能区，需求降噪量＝76.2-45＝31.2dB。
由于混响声的存在，通过对声场进行仿真分析，主变向外传播的声压级升高了约3dB，整体降噪量应达到34.2dB。对该变电站进行隔声模块1、吸声模块2和消声模块3降噪设计，根据上述表2、表3和表4中隔声模块1、吸声模块2和消声模块3的降噪量，最终选定的降噪模块参数如下：
隔声模块1：隔声结构外板匹配厚度1.0mm的镀锌钢板，内部填充50mm阻性材料，降噪量为34dB；
吸声模块2：吸声材料降噪系数0.7～0.8，吸声模块面积比例为10％，降噪量为1.1dB；
消声模块3：消声模块长度2000mm，消声片厚50mm、材料容重40kg/m3，降噪量为36.5dB。
采用以上降噪装置，整体降噪量＝吸声降噪量+min(隔声降噪量，消声降噪量)＝1.1+34＝35.1dB。采用该降噪装置能够将厂界噪声控制在45dB以下，满足国家标准相关要求。
在第三具体实施例中，某220kV变电站为典型的城市半户内变电站，共有三座主变布置于主控楼外，对三座主变压器进行噪声测试，每台变压器噪声分别为73dB、74dB和75dB。经上述的公式计算，三台变压器噪声叠加后，整体声压级为78.8dB。该变电站位于I类声环境功能区，需求降噪量＝78.8-45＝33.8dB。
由于混响声的存在，通过对声场进行仿真分析，主变向外传播的声压级升高了约4dB，整体降噪量应达到37.8dB。对该变电站进行隔声模块1、吸声模块2和消声模块3降噪设计，根据上述表2、表3和表4中隔声模块1、吸声模块2和消声模块3的降噪量，最终选定的降噪模块参数如下：
隔声模块1：隔声结构外板匹配厚度1.0mm的镀锌钢板，内部填充100mm阻性材料，降噪量为35.8dB；
吸声模块2：吸声材料降噪系数0.8，吸声模块面积比例为20％，降噪量为3.2dB；
消声模块3：消声模块长度2000mm，消声片厚50mm、材料容重40kg/m3，降噪量为36.5dB。
采用以上降噪装置，整体降噪量＝吸声降噪量+min(隔声降噪量，消声降噪量)＝3.2+35.8＝39dB。采用该降噪装置能够将厂界噪声控制在45dB以下，满足国家标准相关要求。
本发明实施例提供的变电站降噪装置，包括：隔声模块、吸声模块及消声模块，通过获取的主变压器噪声频谱特征，根据吸声、隔声和消声模块在不同材料、结构参数下的降噪量，进行降噪模块的关键参数设计，简化了降噪设计步骤；针对变压器服役环境，通过不同降噪模块的组合应用，全面切断噪声向厂界传播的途径，实现良好的噪声控制，所用的不同规格、不同型号的降噪材料，均为市面可购的产品，其功能稳定性高，成本较低，严格按照GB12348的相关要求进行降噪模块的设计，避免技术投入过剩或不足，保证了降噪工程的经济性和有效性。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种变电站降噪装置，其特征在于，包括：隔声模块、吸声模块及消声模块，其中，
所述隔声模块设置于将变压器隔开的两防火墙之间，并与所述防火墙相连，用于对噪声进行隔声处理；
所述吸声模块设置在所述隔声模块上，用于对所述噪声进行吸声处理；
所述消声模块设置在所述隔声模块上的开孔处，用于对所述噪声进行消声处理。
2.根据权利要求1所述的变电站降噪装置，其特征在于，所述隔声模块的关键参数包括：所述隔声模块的尺寸、隔声模块所用刚性材料的厚度及隔声模块所用阻性填充材料的厚度。
3.根据权利要求2所述的变电站降噪装置，所述隔声模块的长度为各防火墙之间的距离，所述隔声模块的高度不小于防火墙的高度。
4.根据权利要求3所述的变电站降噪装置，其特征在于，通过以下步骤确定所述变隔声模块的高度：
采集变电站内声源设备噪声信号；
对所述噪声信号进行频谱分析，获取噪声分布频段和声压级；
判断所述噪声信号的声压级是否小于第一预设值；
当所述噪声信号的声压级小于第一预设值时，将所述隔声模块的高度设置为等于防火墙的高度。
5.根据权利要求4所述的变电站降噪装置，其特征在于，当所述变电站的声压级大于所述第一预设值时，将所述隔声模块的高度设置为比所述防火墙高第二预设值，并在所述防火墙上增设高度为所述第二预设值的第二隔声模块。
6.根据权利要求4所述的变电站降噪装置，其特征在于，所述吸声模块的关键参数包括：所述吸声模块的面积比例、所述吸声模块所用材料的降噪系数及所述噪声分布频段的混响时间。
7.根据权利要求1所述的变电站降噪装置，其特征在于，所述消声模块的关键参数包括：消声模块的长度、消声片厚度和消声材料容重。
8.根据权利要求1-7任一项所述的变电站降噪装置，其特征在于，所述变电站降噪装置的实际降噪量为：隔声模块的降噪量和消声模块的降噪量中的最小值与吸声模块的降噪量之和。
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