摘 要：變電站運行噪聲的影響逐漸得到重視。文章采用Cadna/A軟件對江蘇省內普遍采用的某典型500kV變電站進行了噪聲影響預測，就廠界達標提出了相應的噪聲防治措施。并應用《環(huán)境影響評價技術導則-聲環(huán)境》（HJ2.4-2009）中推薦的公式進行了驗算。結果表明，Cadna/A軟件可較為精確并快速的計算500kV變電站運行后的噪聲影響。

關鍵詞：Cadna/A；江蘇??；500kV；噪聲預測

前言

江蘇電網是華東電網的重要組成部分之一，東聯(lián)上海、南鄰浙江、西接安徽，現(xiàn)有10條500kV省際聯(lián)絡線分別與上海、浙江、安徽相聯(lián)，3條500kV線路與山西陽城電廠相聯(lián)，通過1回±500kV龍政直流、1回±800kV錦蘇直流與華中電網相聯(lián)。至2013年底，江蘇電網擁有500kV變電站、開關站（含東明站，不含政平換流站）41座，變壓器93臺（組），主變壓器總容量80750MVA（不含換流變容量）。

隨著江蘇經濟的不斷發(fā)展，變電站建設呈現(xiàn)出變電站遠景規(guī)模越來越大，但占地面積卻變得越來越小；變電站選址越來越接近居民區(qū)等特征。變電站運行噪聲的影響也逐漸得到重視。文章采用Cadna/A軟件對江蘇省內普遍采用的某典型500kV變電站進行了噪聲影響預測，就廠界達標提出了相應的噪聲防治措施。并應用《環(huán)境影響評價技術導則-聲環(huán)境》（HJ2.4-2009）中推薦的公式進行了驗算。結果表明，Cadna/A軟件可較為精確并快速的計算500kV變電站運行后的噪聲影響。

1 研究對象與方法

1.1 研究方法

預測采用Cadna/A噪聲預測軟件進行預測。Cadna/A軟件為德國datakustia公司開發(fā)的一款噪聲預測軟件。Cadna/A系統(tǒng)是一套基于ISO9613標準方法、利用WINDOWS作為操作平臺的噪聲模擬和控制軟件，廣泛適用于多種噪聲源的預測、評價、工程設計和研究，以及城市噪聲規(guī)劃等工作[1～4]。Cadna/A具有較強的計算模擬功能：可以同時預測各類噪聲源（點聲源、線聲源、任意形狀的面聲源）的復合影響，對聲源和預測點的數量沒有限制，噪聲源的輻射聲壓級和計算結果既可以用A計權值表示，也可以不同頻段的聲壓值表示，任意形狀的建筑物群、綠化林帶和地形均可作為聲屏障予以考慮。由于參數可以調整，可用于噪聲控制設計效果分析，其屏障高度優(yōu)化功能可以廣泛用于道路等噪聲控制工程的設計。該軟件理論基礎與《環(huán)境影響評價導則-聲環(huán)境》（HJ2.4-2009）[5]的要求相一致，且功能強，操作方便，預測結果直觀可靠。其中，變電站噪聲預測主要運用了其中的一般工業(yè)噪聲預測模塊。在該預測模塊中，可直接導入需要計算的工業(yè)項目的總平面布置示意圖，簡化了建立坐標系的過程。同時，在計算中充分考慮的聲源的幾何衰減率及各類障礙物的阻隔，并通過網格計算直接繪制等聲值曲線圖，形象的將噪聲計算通過圖形化表示。并可直接在軟件中設置各類噪聲防護措施，快速的預測達標情況?；竟綖椋?/p>

LP（r）=Lw+DC-A

A=Adiv+Abar+Aatm+Agr+Amisc

LW-倍頻帶聲功率級，dB；DC-指向性校正，dB；對輻射到自由空間的全向點聲源，Dc=0dB；A-倍頻帶衰減，dB；Adiv-幾何發(fā)散引起倍頻帶衰減，dB；Abar-聲屏障引起的A聲級衰減，dB；Aatm-大氣吸收引起的倍頻帶衰減，dB；Amisc-其他多方面效應引起的倍頻帶衰減，dB；Agr-地面效應引起的倍頻帶衰減，dB。

如已知靠近聲源處某點倍頻帶聲壓級LP（r0）時，相同方向預測點位置的倍頻帶聲壓級LP（r）可按下面基本公式進行計算：

LP（r）=LP（r0）-A

在不能取得聲源倍頻帶聲功率級或倍頻帶聲壓級，只能獲得A聲功率級或某點的A聲級時，可按公式作近似計算：

LA（r）=LAW-DC-A

1.2 建模及計算過程

（1）建立坐標系，確定各聲源坐標和預測點坐標，并根據預測點與聲源之間的距離等情況，把聲源簡化成點聲源、或線聲源、或面聲源（包括面聲源和垂直面聲源）。

（2）根據已獲得的聲源源強的數據和各聲源到預測點的聲波傳播條件等資料，計算出噪聲從各聲源傳播到預測點的聲衰減量。

其中，戶外聲傳播衰減包括幾何發(fā)散（Adiv）、大氣吸收（Aatm）、地面效應（Agr）、屏障屏蔽（Abar）、其他多方面效應（Amisc）引起的衰減。

針對戶外布置的變電站，在考慮聲傳播衰減時，由于大氣吸收引起的衰減量很小，所以在計算中一般不予考慮。由于江蘇省地形較為平坦，500kV變電站一般在同一個水平面，不存在高差，地面效應引起的衰減也不予考慮。一般考慮的衰減因素僅為幾何發(fā)散（Adiv）及屏障屏蔽（Abar）。即，已知距離聲源A的距離為r0米處的A聲級為LA（r0），距離聲源A的距離為r米的預測點處的A聲級為：

LA（r）= LA（r0）-Adiv-Abar

根據聲源的衰減公式，幾何發(fā)散可根據點聲源、線聲源或面聲源的衰減公式計算得出。屏障屏蔽的衰減量通過在不同傳播途經上的聲程差和相應的菲涅爾系數，計算得出。

2 某典型500kV變電站噪聲預測

2.1 變電站的噪聲源分析

變電站的平面布置見圖1所示。變電站電氣總平面布置按電壓等級分成3列配電裝置，站區(qū)由西至東依次布置有500kV配電裝置、主變壓器及35kV電容器電抗器、220kV配電裝置。500kV線路向南、北兩個方向出線，220kV線路向東出線，主控通信樓布置在主變南側的站前區(qū)。進站道路從站區(qū)南部主變與500kV配電裝置間進入本站。

從圖1中可以看出，本次擬建的500kV變電站主變壓器位于場地中央，主變南北兩側均設置了防火防爆墻，可在一定程度上起到隔聲降噪作用。該典型化設計變電站的主要聲源為主變壓器及低壓電抗器，其中主變壓器的源強聲功率級為90dB，低壓電抗器的源強聲功率級為80dB。另外，變電站內還有圍墻及主控通信樓可阻隔噪聲，主要屏障物的參數見表1所示。

2.2 廠界環(huán)境噪聲排放預測

根據變電站的平面布置圖，將其直接等比例導入Cadna/A軟件中，同時，將變電站各側圍墻外擴200m后作為計算區(qū)域，左下角坐標設置為（0，0）。建立好聲源坐標后，將主要聲源的發(fā)射面定義為垂直面聲源，并輸入聲源的各項參數，其中主變的長寬按照平面布置圖中的長寬設置，變壓器底高設置為0.5m，頂高設置為6.5m。將各項障礙物分別設置為障礙物及建筑物（建筑物在屏障屏蔽中按雙繞射體進行計算），并按照表1中的參數輸入其高度。之后，成功建立了一個三維的坐標系后，可直接點擊計算，計算完成后，可直接在該軟件中讀出四周廠界的廠界環(huán)境噪聲排放值。該典型化設計變電站不采取任何降噪措施的廠界環(huán)境噪聲排放結果見表2所示。

從表2中可以發(fā)現(xiàn)，由于該變電站的主變距離圍墻較近，最北側的主變距離北側的圍墻僅有11m，因此，在北側圍墻處的廠界環(huán)境噪聲排放的預測值最大為57.3dB（A），夜間噪聲值遠超《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》（GB12348-2008）2類標準限值（晝間60dB（A）、夜間50dB（A））要求。因此，在該變電站現(xiàn)有設計的基礎上，必須采取相應措施使其能滿足標準要求。

在現(xiàn)階段，降噪措施主要有以下幾點[6，7]：

（1）從聲源上降低噪聲，盡量使用低噪聲設備和工藝。

（2）從傳播途徑上降低噪聲，采用吸聲，隔音，隔振材料降低噪聲，必要時設立專用工作間。

根據該變電站的現(xiàn)狀，設想在變電站建設設計時按表3所示方式降低噪聲。

將該降噪措施輸入到Cadna/A軟件中，進行模擬分析，查看增加了該措施后變電站的噪聲情況。

由表4可見，在主變的聲功率級為85dB、離低壓電抗器2m處的等效A聲級為75dB，同時，在北側主變外側增加隔聲墻，同時將現(xiàn)有的防火墻增加吸聲材料后，變電站本期工程投運后廠界四周的廠界環(huán)境噪聲排放的最大值為47.6dB（A），晝間、夜間的廠界環(huán)境噪聲排放值均滿足《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》（GB12348-2008）2類標準的要求。

3 結果驗算

為驗證Cadna/A軟件計算結果的準確性，以采取降噪措施前的方案為例，按照《環(huán)境影響評價技術導則-聲環(huán)境》（HJ2.4-2009）中推薦的公式[5]，僅計算聲源對北側廠界的貢獻值，比較兩者模式的計算結果。在計算過程中，對聲源進行了簡化。由于北側的貢獻值只要受最北側的一臺主變的影響，因此，僅簡化計算了北側的一臺主變及兩臺電抗器的噪聲。具體參數見表5所示。

由表6各相主變的計算結果，將貢獻值疊加，可預測1#主變在北側廠界的貢獻值為55.0dB（A）。

Cadna/A軟件中，計算可得北側廠界的貢獻值為57.3dB（A）。主要是軟件在計算中，考慮的參數更全面，計算是三維全方位的計算，并且未做簡化計算，聲源的影響更大。因此，計算值比軟件預測的貢獻值略低。

4 結束語

綜上所述，通過Cadna/A軟件可較為精確并快速的計算擬建項目廠界噪聲貢獻值，確定擬建項目噪聲防治措施，確保了廠界噪聲能夠達標排放。

該軟件目前在一定程度還存在不足之處，主要目前計算中，在考慮建筑物或障礙物阻隔時，不能準確的給出具體的阻隔量及建筑物和障礙物的準確尺寸。在很大程度上，預測人員都是通過經驗自行設定。這就造成了計算中在考慮降噪量時，存在一定的隨意性因素。建議在今后的計算中，可進一步優(yōu)化噪聲軟件建模過程，提供多種隔聲降噪措施，實現(xiàn)標準、統(tǒng)一的建模過程。減少操作人員建模的隨意性，最終降低預測結果的偏差。

參考文獻

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作者簡介：齊飛（1981-），男，江蘇南京人，碩士研究生，主要從事電網建設項目環(huán)保管理、環(huán)保技術監(jiān)督、環(huán)?？破招麄?、環(huán)?？蒲信c新技術推廣應用等方面的研究。