非户内变电站噪音设计

张 静 国网烟台供电公司经研所 264000 

孙敬科 欧瑞传动电气股份有限公司 264000 

【文章摘要】 

随着电网发展，电力负荷加重，城市中心区也开始新建变电站，需考虑采取环保措施降低变电站对周围居民区影响，本文针对城市中心110kV 变电站实际情况，对变电站主变压器的噪声控制进行论述。

【关键词】

城市变电站；主变压器；噪声

变电站的噪声主要是变压器运行时产生的噪声。这种噪声主要是由硅钢片的磁致伸缩和绕组中的电磁力引起的。冷却装置如风扇也能引起噪声。变电站的降噪措施为了降低变压器噪声对环境的影响， 可从两个方面采取措施：一是降低变压器本身的噪声；二是在变压器外部采取消声或隔声的措施。

1 主变本体降噪

对变压器本身的降噪一方面可以降低铁芯的工作磁密，采用高导磁的硅钢片、采用步进搭接工艺等使磁致伸缩减小；另一方面可以通过完善铁芯和引线的夹持结构，在铁芯表面涂环氧漆和采用橡皮垫，采用避开共振区的结构设计，加大油箱箱壁厚度、加固油箱和附件等措施减缓并吸收磁致伸缩产生的振动能量。通过增加主变压器初始投资2 万元，噪声水平可由65dB 降至56dB。

2 外部消音或隔音降噪

由于城市市区内有相当数量的变电站与周围建筑间距较近，加之变压器发出的低频噪声随距离的增加衰减得较慢，使周围建筑的环境噪声水平很难达到45 ～ 50dB 的限值，所以对变压器的外部消声措施也是必不可少的。目前最有效的手段还是采取隔声措施，来满足1 类声功能区的噪声要求。

2.1 外部降噪方案

要求为半户内变电站，主变之间只有挡火墙分隔，如果使用模块式消声隔音面板包裹主变侧面和顶面，施工难度大，且模块式消声隔音面板造价较高。综合考虑后认为采用吸音型声屏障对主变进行部分遮挡，其可行性、经济型和效果较好。

2.2 隔音屏障工作原理及计算依据

声屏障是降低噪声的有效措施之一，依照《声屏障设计与测量规范》（HJ ／ T90—2004）规定： 

当噪声源发出的声波遇到声屏障时， 它将沿着三条路径传播( 见图1.a) ：一部分越过声屏障顶端绕射到达受声点；一部分穿透声屏障到达受声点；一部分在声屏障壁面上产生反射。声屏障的插入损失主要取决于声源发出的声波沿这三条路径传播的声能分配。

图1 声屏障绕射、反射路径图

（1）绕射

越过声屏障顶端绕射到达受声点的声能比没有屏障时的直达声能小。直达声与绕射声的声级之差，称之为绕射声衰减，其值用符号△ Ld 表示，并随着Φ 角的增大而增大( 见图1.b)。声屏障的绕射声衰减是声源、受声点与声屏障三者几何关系和频率的函数，它是决定声屏障插入损失的主要物理量。

（2）透射

声源发出的声波透过声屏障传播到受声点的现象。穿透声屏障的声能量取决于声屏障的面密度、入射角及声波的频率。声屏障隔声的能力用传声损失TL 来评价。TL 大，透射的声能小；TL 小， 则透射的声能大，透射的声能可能减少声屏障的插入损失，透射引起的插入损失的降低量称为透射声修正量。用符号ΔLt 表示。通常在声学设计时，要求TL— △ Ld ≥ 10dB，此时透射的声能可以忽略不计，即△ Lt ≈ 0。

（3）反射

当声源两侧均建有声屏障，且声屏障平行时，声波将在声屏障间多次反射，并越过声屏障顶端绕射到受声点，它将会降低声屏障的插入损失( 见图1.c)，由反射声波引起的插入损失的降低量称之为反射声修正量，用符号△ Lr 表示。

为减小反射声，一般在声屏障靠声源一侧附加吸声结构。反射声能的大小取决于吸声结构的吸声系数α，它是频率的函数，为评价声屏障吸声结构的整体吸声效果，通常采用降噪系数NRC。

2.3 声屏障插入损失计算

当线声源的长度远远小于声源至受声点的距离时( 声源至受声点的距离大于线声源长度的3 倍)，可以看成点声源， 对一无限长声屏障，点声源的绕射声衰减为：

N—菲涅耳数， 

λ—声波波长，m 

d—声源与受声点间的直线距离，m 

A—声源至声屏障顶端的距离，m 

B—受声点至声屏障顶端的距离，m 

若声源与受声点的连线和声屏障法线之间有一角度β 时，则菲涅耳数应为

N(β)=Ncosβ 

3 造价分析

经向厂家询价和市场调研，确定吸音型声屏障造价约为480 元/ 平米，按照一个变电站远景规模为3 台主变计列，故声屏障工程量为：（4.95+1.4）*10.8*3=205.8 平米，钢梁工程量为：4.5t，总造价取费后为13.5 万元。

变电站采用低噪音变压器噪声水平可由65 分贝降至56 分贝；增加声屏障后，噪声可从56 分贝降低到41 分贝左右。这样可以有效控制噪声，可使城区变电站的站界噪声满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）中的1 类标准（昼间：55 分贝；夜间 45 分贝）直至 0 类标准（昼间：50 分贝；夜间 40 分贝）的要求。

【参考文献】 

[1] 《声屏障设计与测量规范》（HJ ／ T90—2004） 

[2] 《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008） 

[3]GB/T10088-1999,110kV 油浸式变压器噪声标准

[4] 纪敏，变压器噪声的控制090