朱孔陽

(廣東省輸變電工程公司，廣東 廣州 510160)

戶內(nèi)變電站噪聲治理技術(shù)的探討與實施

朱孔陽

(廣東省輸變電工程公司，廣東 廣州 510160)

對位于城市居民區(qū)戶內(nèi)變電站的噪聲進(jìn)行分析，指出噪聲主要來源于主變壓器和排風(fēng)機(jī)。從選址、節(jié)能環(huán)保、降噪等角度對戶內(nèi)變電站進(jìn)行研究，提出戶內(nèi)變電站噪聲控制方案。采用自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的方式，冬季和過渡季節(jié)采用自然通風(fēng)，夏季采用機(jī)械排風(fēng)，根據(jù)主變壓器室內(nèi)溫度自動控制風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)臺數(shù)達(dá)到節(jié)能目的。主變壓器室和風(fēng)機(jī)房采用消聲百葉窗，墻面布置雙層吸音墻,有效降低噪聲的排放，避免噪聲對站區(qū)周邊居民的干擾。

戶內(nèi)變電站；城區(qū)；噪聲控制；節(jié)能環(huán)保

隨著社會的發(fā)展，城市發(fā)展規(guī)模越來越大，居民用電量與日俱增，越來越多的變電站建在居民密集區(qū)，但新建變電站的噪聲問題會影響周邊居民的休息[1]。因此，降低噪聲對周圍居民的危害，同時又能達(dá)到節(jié)能減排的目的，是建設(shè)綠色電網(wǎng)的重要內(nèi)容之一。

根據(jù)《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》和《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，位于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)的戶內(nèi)變電站，屬于Ⅱ類地區(qū)，噪聲排放值白天應(yīng)低于60 dB，夜間應(yīng)低于50 dB的限值。通過分析變電站噪聲產(chǎn)生的原因，從節(jié)能角度出發(fā)，對變電站的選址、平面布局、消聲降噪的措施等方面進(jìn)行研究。

1 噪聲分析

1.1 變壓器噪聲

變壓器的噪聲分為變壓器本體噪聲和變壓器冷卻系統(tǒng)噪聲[2]。變壓器內(nèi)部硅鋼片的磁致伸縮，導(dǎo)致鐵芯振動產(chǎn)生噪聲[3]。冷卻系統(tǒng)的噪聲來自于變壓器風(fēng)扇和油泵[4]。

1.2 風(fēng)機(jī)噪聲

主變壓器室屋頂風(fēng)機(jī)也是噪聲的來源之一，風(fēng)機(jī)在額定工況下運轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生的噪聲可分為3種：空氣紊流噪聲、機(jī)械噪聲和電磁噪聲。以某戶內(nèi)220 kV變電站為例，采用單臺180 MVA變壓器，通過計算變壓器無功損耗和有功損耗，排除這些熱量排風(fēng)量可達(dá)140 000 m3/h，每個主變室排風(fēng)由4臺離心式風(fēng)機(jī)負(fù)責(zé)，每臺風(fēng)機(jī)排風(fēng)量為35 000 m3/h，氣流組織在風(fēng)機(jī)出口處風(fēng)速高，氣流擾動大，產(chǎn)生的噪聲較大。

2 選址及布局

城市戶內(nèi)220 kV變電站選址要盡量避開0類和1類對噪聲標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格的區(qū)域，主變壓器的進(jìn)風(fēng)口和屋頂風(fēng)機(jī)的排風(fēng)口應(yīng)盡量避免直接朝向居民區(qū)。廣東地區(qū)屬于夏熱冬暖地區(qū)，冬季不需要考慮供暖，只考慮炎熱季節(jié)散熱問題。主變壓器室的房間朝向盡量北向，減少炎熱季節(jié)時室內(nèi)的冷負(fù)荷，減少風(fēng)機(jī)的能耗。

3 降噪方案

3.1 主變壓器室

主變壓器室進(jìn)風(fēng)百葉窗設(shè)在主變壓器室下部位置，進(jìn)風(fēng)百葉兼具防雨結(jié)構(gòu)。降噪采取的措施有：將主變壓器室檢修門更換為隔聲門，墻體布置吸聲墻，進(jìn)風(fēng)百葉窗更換為消聲百葉窗。

a．通風(fēng)消聲百葉窗(用于進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口)由吸聲片(彩鋼板沖微孔)、吸音棉、玻璃絲布、鋁網(wǎng)等組成，厚270 mm，有效通風(fēng)面積為55%，具有良好的防暴雨性能，消聲量為15 dB以上。

b.吸音墻在主變室內(nèi)的四周，安裝雙層吸音墻(厚80 mm)，能有效消耗噪聲的能量，使主變室的聲音降低8 dB以上。該吸聲墻板針對變壓器噪聲頻率特性，從穿孔率、孔徑及空腔厚度進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。

c.隔音小門面板采用1.2 mm的彩鋼板，背板用0.8 mm的彩鋼板，隔聲量大于20 dB，能承受0.70 kN/m2的風(fēng)荷載。根據(jù)變電站需要通風(fēng)散熱的要求，變壓器室下部設(shè)置消聲百葉窗，在主變器室上空設(shè)置電動百葉窗和風(fēng)機(jī)房，空氣流動均勻順暢，不會形成短路和死角，有效提高了室內(nèi)通風(fēng)散熱效率。

3.2 風(fēng)機(jī)

a.通風(fēng)風(fēng)機(jī)本體的噪聲盡量在源頭控制以及切斷噪聲傳播途徑，可采用風(fēng)機(jī)柜或風(fēng)機(jī)箱，以及對風(fēng)機(jī)本身加強隔振措施，同時風(fēng)機(jī)房也布置吸聲墻和消聲百葉窗，可充分降低噪聲和振動。

b.風(fēng)機(jī)出風(fēng)口加裝消聲器和靜壓箱，能有效降低噪聲的排放。在風(fēng)機(jī)噪聲中，出氣口由于氣流組織呈紊流狀態(tài)，產(chǎn)生的噪聲值高。噪聲源控制是最有效措施，可在風(fēng)機(jī)出口安裝消聲器。目前市場上的消聲器產(chǎn)品種類較多，分為阻性消聲器和抗性消聲器兩大類，由于通風(fēng)機(jī)噪聲屬于高頻噪聲，一般采用阻性消聲器控制，目前阻性消聲器有蜂窩式、管式、折板式和片式等類型。消聲器的消聲量估算為：

ΔLp=1.1φ(α0)PL/S

(1)

式中：α0為阻性材料的吸聲系數(shù)；φ為與α0有關(guān)的消聲系數(shù)；P為消聲器通道斷面周長，m；S為

消聲器通道有效橫截面積，m2；L為消聲器有效部分長度，m。

4 節(jié)能方案

4.1 通風(fēng)方式

主變壓器室采用自然進(jìn)風(fēng)，自然排風(fēng)和機(jī)械排風(fēng)相結(jié)合的方式。冬季和過渡季節(jié)采用自然排風(fēng)方式，主變室上空電動百葉窗打開，利用熱壓將室內(nèi)熱空氣排出室外。風(fēng)機(jī)和電動百葉聯(lián)動，當(dāng)夏季室內(nèi)溫度高于45 ℃時，電動百葉窗關(guān)閉，屋頂離心風(fēng)機(jī)啟動，將室內(nèi)熱量排出室外。此外，建議主變壓器室的進(jìn)風(fēng)方向宜從北向進(jìn)入，進(jìn)風(fēng)溫度較低，有利于變壓器室散熱。

4.2 風(fēng)機(jī)運行控制

在主變壓器室設(shè)置溫度感應(yīng)裝置，根據(jù)室內(nèi)溫度控制風(fēng)機(jī)運行臺數(shù)。當(dāng)室溫上升至35 ℃時，啟動1臺風(fēng)機(jī)，當(dāng)室溫超過38 ℃時，啟動2臺風(fēng)機(jī)，當(dāng)室溫超過40 ℃時，啟動3臺風(fēng)機(jī)，當(dāng)室溫超過42 ℃時，所有風(fēng)機(jī)開啟運行。

5 結(jié)束語

綜上所述，從選址、節(jié)能、降噪等角度對戶內(nèi)220 kV變電站進(jìn)行研究，通過工程的實際應(yīng)用，取得了良好效果，站區(qū)周邊噪聲均滿足Ⅱ類地區(qū)要求，噪聲排放低于白天60 dB及夜間50 dB的限值，對降低城市中新建戶內(nèi)變電站的噪聲具有參考價值。值得注意的是，優(yōu)化主變室的氣流組織將會更好地增強主變室的散熱效果，如將進(jìn)風(fēng)口位置從側(cè)墻改為多風(fēng)口主變下部進(jìn)風(fēng)，減小風(fēng)機(jī)排風(fēng)量，對節(jié)能和降噪都有十分積極的意義。

[1] 陳興旺，周 兵，周茜茜，等.不同電壓等級變電站噪聲主觀煩惱對比[J].環(huán)境工程， 2015, 33(5): 89-91.

[2] 姜 海.110～220 kV變電站噪聲識別評價系統(tǒng)構(gòu)建及控制技術(shù)工藝研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué), 2014: 1-6.

[3] 鄭 玥.變電站噪聲人體主觀感受及其聲調(diào)控方法研究[D].杭州：浙江大學(xué), 2012: 51-59.

[4] 宋大勇, 王淑琴, 潘景龍.風(fēng)機(jī)入口噪聲過大原因分析[J].東北電力技術(shù), 2008，29(3): 9-11.

Discussion on Noise Control Technology of Indoor Substation

ZHU Kongyang

(Guangdong Power Transmission and Transformation Engineering Company，Guangzhou,Guangdong 510160,China)

The noise of indoor substations in urban areas is analyzed, noise comes from main transformer and exhaust fan.In this paper, based on the location,noise control,energy-saving and environmental-protection, a technical scheme for noise control of indoor substations in urban area is proposed.There are natural ventilation and mechanical ventilation, natural ventilation is used in winter and transitional seasons, mechanical ventilation is used in summer.Automatically adjusting numbers of operating fan by the temperature of transformer room can get purpose of saving energy.Main transformer and the fan room with window-blinds, double sound-absorbing material wall can reduce noise emissions effectively and protect residents health.

indoor substation; urban area; noise control; energy saving and environmental protection

TM63

A

1004-7913(2017)01-0024-02

2016-11-14)

朱孔陽(1984) ，男，碩士，工程師，從事變電站設(shè)計研究工作。