華雪瑩，姚為方，潘娟琴，徐 鵬，邢 琛，王潤芳

(1.安徽新力電業(yè)科技咨詢有限責任公司，安徽 合肥 230601；2.國網(wǎng)安徽省電力有限公司電力科學研究院，安徽 合肥 230601)

隨著城區(qū)用電負荷的需求不斷增大，進駐城區(qū)的變電站越來越多。但同時由于城市用地資源的緊缺，越來越多的變電站布點深入到城市中心，造成部分變電站與居民區(qū)的距離較近[1-7]；與此同時，國家的環(huán)境保護相關(guān)的法律、法規(guī)不斷完善，公眾的環(huán)保意識越來越強，由于距離居民區(qū)更近，城市變電站的環(huán)境污染問題，特別是噪聲污染問題，成為了公眾關(guān)心的熱點問題[8-12]。

安徽某110kV戶內(nèi)變電站的廠界噪聲超標排放，為了滿足新形勢下環(huán)境保護要求，解決變電站擾民問題，需對變電站進行噪聲治理，使變電站廠界噪聲達標排放。

1 變電站概況

該110kV戶內(nèi)變電站終期規(guī)劃3臺110kV變壓器，現(xiàn)運行2臺110kV變壓器，每臺變壓器和散熱器分別安裝在變壓器室和散熱器室兩個封閉空間內(nèi)，變壓器室和散熱器室已安裝有降噪模塊，風機出風口處加裝了消音彎頭。110kV戶內(nèi)變電站西側(cè)為幼兒園，此處執(zhí)行《聲環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3096-2008)1類標準，變電站西南側(cè)和西北側(cè)執(zhí)行《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》(GB 12348-2008)1類標準，檢測機構(gòu)對該變電站晝夜的噪聲進行測量，測量時間為2018年8月9日，環(huán)境溫度為晝39℃、夜29℃，濕度為60%，測量時風機全開，測量點位如圖1所示。監(jiān)測方法：參照《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》(GB12348-2008)和《聲環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3096-2008)中監(jiān)測布點方法，在幼兒園圍墻外距變電站最近處布設(shè)監(jiān)測點位，在變電站每側(cè)廠界外1m、高度1.2m處布設(shè)監(jiān)測點位，晝、夜間各監(jiān)測一次，監(jiān)測因子為連續(xù)等效A聲級。

圖1 變電站平面布置、周邊環(huán)境概況及測量點位示意

測量結(jié)果顯示，幼兒園圍墻外距變電站最近處夜間噪聲測試值為47.5dB(A)，超過《聲環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3096-2008)1類標準要求；變電站西北側(cè)廠界外1m夜間噪聲測試值為47.2dB(A)，西南側(cè)廠界外1m晝間、夜間噪聲測量分別為57.0dB(A)、54.0dB(A)，均超過《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》(GB12348-2008)1類標準要求，需要對變電站進行噪聲治理。

2 噪聲源分析

2.1 主要噪聲源分析

110kV戶內(nèi)變電站噪聲源主要是變壓器的噪聲，變壓器的噪聲源主要包括本體噪聲和冷卻系統(tǒng)噪聲。鐵心的硅鋼片在交變磁場的作用下，其長度會發(fā)生微小變化，這一過程即磁致伸縮，從而導致鐵心隨勵磁頻率的變化做周期性振動，繞組導體間產(chǎn)生電磁力而引起繞組的振動，從而產(chǎn)生噪聲[13-20]。

機械噪聲也是110kV戶內(nèi)變電站的噪聲源，而機械類噪聲主要是由變電站內(nèi)冷卻風機等運行時所引起的噪聲，主要為風機的風動力性噪聲[21-23]。

噪聲源分析時，對變電站變壓器室室內(nèi)及西南側(cè)圍墻內(nèi)側(cè)進行噪聲測量，測量結(jié)果顯示變壓器室室內(nèi)噪聲值在79dB(A)～81dB(A)，室外西南側(cè)圍墻內(nèi)在風機開、關(guān)的情況下噪聲值分別為66dB(A)、56dB(A)，通過和檢測機構(gòu)的廠界噪聲測量結(jié)果進行比對，認定西南側(cè)16個風機及東南側(cè)7個風機為最大的噪聲源，即1號主變室頂部4臺冷卻風機、1號主變散熱器室頂部3臺冷卻風機、2號主變室頂部4臺冷卻風機、2號主變室散熱器室頂部3臺冷卻風機、接地變兼站用變室2臺散熱風機。

2.2 噪聲特性分析

該變電站主要噪聲源為變壓器室、散熱器室及接地變兼站用變室的冷卻風機，主要為冷卻風機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的空氣動力噪聲，以及電機噪聲，噪聲特性為中高頻噪聲。冷卻風機噪聲包括旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲。旋轉(zhuǎn)著的葉片周期性地切割空氣，會引起空氣的壓力脈動從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)噪聲；與此同時，風機轉(zhuǎn)動會使周圍氣體產(chǎn)生渦流，由于沾滯力的作用，此渦流又被分裂成一系列分離的小渦流，這些渦流及其分裂過程使空氣發(fā)生擾動，形成壓縮與稀釋過程，從而產(chǎn)生渦流噪聲。

3 變電站噪聲治理措施與方案

3.1 變電站噪聲源消音量計算

根據(jù)以上噪聲源及噪聲特性分析結(jié)果，該變電站的噪聲治理技術(shù)采用的是消聲技術(shù)，即在風機的通風管路上安裝消聲裝置，抑制空氣動力性噪聲水平，減弱冷卻系統(tǒng)噪聲對廠界噪聲的影響[24]。

對于消聲器的結(jié)構(gòu)選擇，由以下幾個因素決定，首先通風管路的阻力要求和消聲器消聲量要求決定了流速，其次通風管路的流量和流速決定了流通面積的，而流通面積的大小最終決定了消聲器的結(jié)構(gòu)。一般情況下，通道的當量直徑小于300mm時，可選用單通道直管式；當通道當量直徑大于300mm而小于500mm時，應(yīng)在通道中加設(shè)吸聲層或吸聲芯，消聲器的有效通流面積大于500mm時，當考慮采用片式、蜂窩式等其他形式的消聲器。

3.2 變電站噪聲治理措施

通過對該110kV戶內(nèi)變電站噪聲源及噪聲特性分析，制定了以下治理措施：

(1)拆除接地變及站用變室西南側(cè)墻壁上兩個防雨金屬百葉窗，加裝2個消聲器。

(2)拆除1號變壓器室西南側(cè)墻壁上4個金屬風機雨罩，加裝4個消聲器。

(3)拆除1號變壓器散熱器室西南側(cè)墻壁上3個金屬風機雨罩，加裝3個消聲器。

(4)拆除2號變壓器室西南側(cè)墻壁上4個金屬風機雨罩，加裝4個消聲器。

(5)拆除2號變壓器散熱器室西南側(cè)墻壁上3個金屬風機雨罩，加裝3個消聲器。

(6)拆除GIS室東南側(cè)墻壁上4個防雨金屬百葉窗，加裝4個消聲器。

(7)拆除GIS室東南側(cè)電纜層墻壁上3個防雨金屬百葉窗，加裝3個消聲器。

3.3 變電站噪聲治理具體實施方案

接地變及站用變室西南側(cè)墻壁上兩個壁式軸流風機尺寸為55cm×55cm，功率為0.55kW，風量為4500m3/h。1號及2號變壓器室及散熱器室墻壁頂部14臺軸流風機尺寸55cm×55cm，功率為3kW，風量為11500m3/h。變電站東南側(cè)GIS室墻壁上安裝有7臺軸流風機，功率為0.55kW，風量為4500m3/h。消聲器通風截面積需大于風機截面積，不額外增加風機阻力，通風口面向墻壁，所有消聲器都帶防雨彎頭。3kW風機消聲器及0.55kW風機消聲器開口尺寸均為65cm×65cm。

工程總投資30.3萬元，其中設(shè)備材料費23.5萬元，土建加固費1萬元，施工費0.8萬元，安裝費5萬元。變電站噪聲治理照片如圖2～圖5所示。

圖2 主變室噪聲治理前后

圖3 GIS室噪聲治理前后

4 治理效果

該變電站噪聲治理工程完成后，檢測機構(gòu)對該變電站晝夜的噪聲進行復(fù)測，測量時風機全開，并與噪聲治理前的測量結(jié)果進行比較，測量時間為2019年6月4日，環(huán)境溫度為晝31℃、夜24℃，濕度為66%，測量點位如圖1所示，測量結(jié)果如表1 所示。結(jié)果顯示，治理后的變電站西南、西北側(cè)廠界噪聲均滿足《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲排放標準》(GB12348-2008)1類標準，其中西南側(cè)噪聲治理效果尤為明顯，晝夜噪聲的削減量均達到了10dB(A)以上，幼兒園處夜間噪聲削減量達7dB(A)，也滿足《聲環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3096-2008)1類標準的要求。

表1 變電站治理前后噪聲測量結(jié)果及執(zhí)行標準 dB(A)