安全管理論文變電站的噪聲分析與治理方案

1、此資料由網(wǎng)絡(luò)收集而來，如有侵權(quán)請(qǐng)告知上傳者立即刪除。資料共分享，我們負(fù)責(zé)傳遞知識(shí)。安全管理論文變電站的噪聲分析與治理方案【摘要】通過對(duì)某市電網(wǎng)變電站噪聲水平現(xiàn)狀的監(jiān)測(cè)，結(jié)合噪聲特性和變電站的布局，對(duì)城區(qū)內(nèi)的變電站環(huán)境噪聲治理提出相應(yīng)的解決方案。  【關(guān)鍵詞】變電站；噪聲；治理引言近幾年隨著城市建設(shè)的發(fā)展，工業(yè)和居民用電量增長很快。特別是夏季的用電高峰期間，變電站的負(fù)荷率都很高，噪聲很大。尤其是居民密集區(qū)的變電站的噪聲引起的居民投訴頗多。且變電站噪聲影響引起的糾紛、上告事件逐步增多，污染繳費(fèi)也會(huì)逐步開展。所以，如何解決變電站的噪聲污染對(duì)周圍居民的影響已經(jīng)勢(shì)在必行。1.

2、0;電力變電站的噪聲分析某市電力公司輸變電系統(tǒng)共分5個(gè)等級(jí)，500kv、220kv、110kv、35kv及10kv配變電站。變電站的類型多種多樣，有露天站、室內(nèi)站、半室內(nèi)站。220kv 變電站深入市區(qū)，其中以35kv變電站及線路構(gòu)成了城區(qū)供電的主網(wǎng)架。位于一、二類地區(qū)的35kv變電站有78座。為加強(qiáng)變電站噪聲的監(jiān)督監(jiān)測(cè)，天津市電力公司環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站對(duì)公司現(xiàn)有的坐落于一、二類地區(qū)的35kv及以上所有變電站進(jìn)行夜間廠界環(huán)境噪聲（變電站圍墻外1米處）測(cè)試，并對(duì)110kv及以上所有變電站全部進(jìn)行電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)。本次共測(cè)試176個(gè)變電站。從測(cè)試結(jié)果來看，所有監(jiān)測(cè)的變壓器本體噪聲水平全都符合標(biāo)準(zhǔn)，但變壓器本

3、體噪聲水平相差較大。一部分老變壓器、封閉型的變壓器，特別是強(qiáng)制風(fēng)冷的風(fēng)扇及電機(jī)噪音偏大；一部分變壓器風(fēng)扇及其電機(jī)噪聲較大 。風(fēng)冷變壓器噪聲值大多在70 db (a)以上 ，最高達(dá)到 88 db(a)。開風(fēng)扇與不開風(fēng)扇噪聲水平相差約8分貝。另外，即使是國產(chǎn)的同一型號(hào)不同生產(chǎn)廠家的變壓器噪聲水平相差有6分貝。由于以往對(duì)變壓器噪聲水平及變電站的隔聲性能幾乎沒有明確要求，使目前幾乎所有的老變電站的噪聲水平不太理想。尤其位于城區(qū)內(nèi)的一、二類地區(qū)的變電站的廠界夜間噪聲范圍在45-70分貝之間。離設(shè)備區(qū)近的地方，噪聲明顯增大。變電站外的噪聲值與變壓器的距離和相對(duì)位置有很大的關(guān)系，與變壓器僅一墻之隔時(shí)，站外噪

4、音聲級(jí)就很高，且衰減很慢。2. 噪聲治理方案2.1 噪聲源變電站一般有變壓器、開關(guān)室、控制室等組成。變電站的主要噪聲來源是變壓器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電磁噪聲，遠(yuǎn)大于母線的電暈噪聲。有的變電站還有冷卻機(jī)產(chǎn)生的氣流噪聲和機(jī)械噪聲。鐵心硅鋼片的磁致伸縮現(xiàn)象是產(chǎn)生變壓器噪聲的主要原因。機(jī)械噪聲則是設(shè)備振動(dòng)、冷卻裝置引起的。冷卻裝置包括冷卻風(fēng)扇、油泵等。當(dāng)變壓器加電投入運(yùn)行時(shí)，變壓器油泵也要投入運(yùn)行。油泵在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，輻射噪聲。當(dāng)外界環(huán)境氣溫較高時(shí)，為了加強(qiáng)冷卻效果，冷卻風(fēng)扇也要投入運(yùn)行，同時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，輻射噪聲。2.2 噪聲特性根據(jù)文獻(xiàn)，電力變壓器的噪聲屬于中低頻噪聲，對(duì)噪聲值貢獻(xiàn)最大的頻率是2

5、50hz和500hz；風(fēng)冷機(jī)械噪聲屬于中高頻噪聲，對(duì)噪聲值貢獻(xiàn)最大的頻率為1khz和2khz。變壓器的噪聲是不穩(wěn)定的，空載或運(yùn)行功率低時(shí)，噪聲水平相對(duì)較低，滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)一般噪聲級(jí)水平較高。從噪聲的控制角度看，噪聲的頻率越低，治理難度越大，因?yàn)榈皖l噪聲的波長長，隨距離衰減率低，也不易被吸收。2.3 噪聲的傳播途徑露天站的變壓器噪聲一般無構(gòu)筑物阻擋,噪聲對(duì)邊界和居民的影響屬于直線傳播，衰減量小。衰減量的大小直接取決于廠界的大小。室內(nèi)站是變壓器安裝在變壓器室內(nèi)，變壓器聲音傳至墻壁時(shí)發(fā)生反射，和直達(dá)聲混合向外傳播，聲音相互疊加。室內(nèi)變壓器的噪聲主要通過通風(fēng)百葉窗對(duì)外傳播，所以對(duì)門口方向的敏感點(diǎn)影響較大

6、。通風(fēng)百葉窗外1米處的噪聲與室內(nèi)相比有6-10分貝的衰減。半室內(nèi)布置是變壓器在室外布置，只是在變壓器之間加一隔聲墻，其他方向開放。這樣，變壓器之間干擾小，且封閉側(cè)的噪聲衰減程度大，開放側(cè)無建筑物的阻擋，聲波直線傳播。 2.4 治理方案噪聲污染構(gòu)成包括噪聲源、傳播途徑和接受者三個(gè)要素。只有這三個(gè)要素同時(shí)存在，才構(gòu)成噪聲對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人的危害。因此，在任何一個(gè)要素方面采取切實(shí)有效的措施，都能取得實(shí)際效果。變電站噪聲治理主要從噪聲源和傳播途徑兩方面進(jìn)行。降低變壓器本身的噪聲（噪聲源）是最有效、最徹底的主動(dòng)控制，但難度很大；所以現(xiàn)在的研究大都是被動(dòng)控制，既在聲源的傳播途徑上采取隔聲、吸聲、消聲、隔振

7、等技術(shù)降低變電站噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響。對(duì)噪聲源的控制可以考慮以下方面：根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，即使是同一電壓、功率等級(jí)的變壓器在運(yùn)行中的噪聲水平相差近10個(gè)分貝。所以應(yīng)選擇同一型號(hào)的低噪聲水平的廠家的變壓器。因?yàn)楣桎撈拇胖律炜s受到許多因素的影響。鐵心片加工和裝配工藝方法的不同，導(dǎo)致同一規(guī)格的硅鋼片制造的水平會(huì)有較大的差異。所以，對(duì)于不同廠家的變壓器噪聲水平應(yīng)加強(qiáng)了解，加強(qiáng)監(jiān)督變壓器的制作過程和材料選擇，為新變電站的設(shè)計(jì)和老變電站的改造提供技術(shù)依據(jù)。另外可以采用降低冷卻裝置及風(fēng)機(jī)的噪聲手段。冷卻裝置噪聲大小不一，引起的變壓器噪聲的變化不等。一般相差在3-10分貝左右。所以冷卻器的選擇在滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)應(yīng)充

8、分考慮噪聲指標(biāo)。應(yīng)盡可能采用噪聲水平相對(duì)交底的自冷式散熱器替代風(fēng)冷散熱器或強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻器。若配有風(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)盡量選擇低噪音風(fēng)機(jī)，且應(yīng)在風(fēng)機(jī)的出入口處安裝消音器。針對(duì)檢測(cè)結(jié)果和變電站的布局，下面重點(diǎn)介紹兩種比較有效治理方法：對(duì)于廠界稍微大一點(diǎn)的露天變電站的噪聲治理，可以采用隔聲屏技術(shù)。根據(jù)周圍監(jiān)測(cè)的環(huán)境噪聲水平和敏感點(diǎn)的分布情況，采用相應(yīng)形式的隔聲屏，全封閉，半封閉、某一角度隔離等。然后檢測(cè)噪聲特性、水平和敏感點(diǎn)位置以及需要散發(fā)的熱量來計(jì)算隔聲屏的形式、高度、長度、厚度、結(jié)構(gòu)和材質(zhì)。隔聲屏通常能有效降低噪聲水平為10-15分貝，較適用于中高頻的噪聲治理。也就是說如果噪聲的貢獻(xiàn)主要來自于冷卻裝置

9、及風(fēng)機(jī)等，此方法比較有效，成本中等。但由于城區(qū)內(nèi)變電站距離周圍居民住宅較近，尤其是居民區(qū)的中小變電站的廠界基本都比較小，最小的接近1米。加之變壓器發(fā)出的低頻噪聲衰減的慢，采用隔聲治理效果相對(duì)較差，環(huán)境噪聲水平很難達(dá)到一、二類地區(qū)的天津市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)的要求，夜間標(biāo)準(zhǔn)45-50分貝。所以對(duì)變壓器的外部消聲措施也是必不可少的。據(jù)了解目前還沒有對(duì)低頻噪聲有高吸聲系數(shù)的材料，所以吸聲的降噪效果很有限。針對(duì)一、二類地區(qū)的廠界區(qū)域較小的噪聲不合格的變電站，建議應(yīng)用一種新方法，有源噪聲控制系統(tǒng)。有源噪聲控制技術(shù)適用于頻率低且頻譜簡單的噪聲的治理。有源降噪技術(shù)以其體積小、成本低、 的有效低頻降噪效果等優(yōu)點(diǎn)越

10、來越多地引起人們的注意。有源噪聲控制系統(tǒng)的工作原理基于聲場(chǎng)的線形疊加原理：頻率相同、同向傳播的兩列聲波會(huì)在空間中產(chǎn)生相加或相消的干涉現(xiàn)象。當(dāng)振幅相等時(shí)，對(duì)于初級(jí)聲源而言，就可以在一定的空間區(qū)域得到很大的聲衰減。由于相位的補(bǔ)償在低頻時(shí)有較高的精度，所以該方法對(duì)降低低頻噪聲聲強(qiáng)是比較有效的。 有源噪聲控制系統(tǒng)如圖 1所示：依據(jù)聲音的傳播原理，實(shí)時(shí)檢測(cè)聲波參數(shù)，并將這些參數(shù)傳遞給分析處理控制器，再由控制器控制按聲場(chǎng)布置的次級(jí)聲源（揚(yáng)聲器）發(fā)出波長（或頻率）和能量與噪聲源（變壓器）的波長相同、相位相反（相差180度）的聲波來抵消初級(jí)聲波來達(dá)到降低噪聲的目的。有源噪聲控制系統(tǒng)由誤差信號(hào)調(diào)節(jié)器、傳感器和電

11、子控制裝置三部分組成，如圖1所示?？刂破魍ㄟ^專門設(shè)計(jì)的聲音和振動(dòng)調(diào)節(jié)器產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)。麥克風(fēng)（誤差信號(hào)調(diào)節(jié)器）位于揚(yáng)聲器的前方，其發(fā)出的信號(hào)em為為變壓器傳播的噪聲水平及揚(yáng)聲器通過控制器信號(hào)發(fā)出的反相位的聲波共同作用的結(jié)果信號(hào)。為抵消此信號(hào)em，控制器根據(jù)em值發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)um給揚(yáng)聲器.當(dāng)控制效果理想時(shí)，em為零, 目的是盡可能達(dá)到有效降低下游的噪聲水平。 總起來說，噪聲控制的衰減水平取決于干擾的聲波頻率、揚(yáng)聲器的布置方位、密度以及距離變壓器的距離。該系統(tǒng)具有優(yōu)良的低頻屏蔽性能，在120 hz下可降噪1530db，250 hz下可降噪1015db，400480hz下可降噪68db?？?/p>

12、制系統(tǒng)的安裝個(gè)數(shù)取決于是否全方位的還是某些敏感點(diǎn)的噪聲治理。針對(duì)處于居民區(qū)的中小型變電站，可以考慮在某一敏感點(diǎn)（離居民樓最近的方向），安裝控制器，進(jìn)行噪聲治理，成本相對(duì)經(jīng)濟(jì)。該系統(tǒng)已經(jīng)成功的應(yīng)用于國外的大型變壓器上，有源噪聲控制系統(tǒng)安裝如下圖2。 3. 結(jié)束語 變電站的噪聲治理應(yīng)根據(jù)噪聲特性、變電站類型及其所處位置、噪聲水平、周圍敏感點(diǎn)等具體情況，采用不同的治理技術(shù)。要從聲源和傳播途徑等多個(gè)方面進(jìn)行考慮，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行。通過此次變電站環(huán)境噪聲水平的監(jiān)督監(jiān)測(cè)，掌握了大量有效數(shù)據(jù)，對(duì)于以后新建變電站在規(guī)劃選址、設(shè)備選型和布局等各個(gè)階段設(shè)計(jì)提供技術(shù)依據(jù)。在解決大部分市區(qū)內(nèi)的小廠界的變電站的噪聲問題可以重點(diǎn)考慮隔聲技術(shù)和有源噪聲控制法。下一步可以重點(diǎn)拿一個(gè)典型站進(jìn)行具體治理，跟蹤監(jiān)測(cè)。根據(jù)治理效果進(jìn)行總結(jié)推廣。參考文獻(xiàn)gb 309693城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)gb 1234890工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)關(guān)宏，王庭拂，等.10kv和35kv變配電站的噪聲影響和治理.噪聲與振動(dòng)控制，2002，5：38-43.陳秋，李振海.變電站噪聲防治與方案研究.電力環(huán)境保護(hù)2006，22（3），46-51.虞興邦，姜在秀，韓海.變壓器的噪聲機(jī)器降低.噪聲與振動(dòng)控制，2001，10：35-38.p. micheau, e. lebo