變電站換流站的噪聲控制措施

變電站換流站的噪聲控制措施隨著我國電網建設的快速發(fā)展，人們對生活質量要求的提高、社會各界對環(huán)保提出的要求也越來越高。超高壓交流輸電和高壓直流輸電工程中的噪聲污染問題越來越受到人們的關注。下面分別對變電站和換流站的噪聲控制進行分析。1.1變電站的噪聲控制1、噪聲的產生和特性變電站一般有變壓器、開關室、控制室等組成。變電站噪聲主要是變壓器運行時產生的電磁噪聲和機械噪聲。電磁噪聲主要是由硅鋼片的磁滯伸縮和繞組線圈間的電磁力引起的，遠大于母線的電暈噪聲。機械噪聲則是設備振動、冷卻風扇運轉引起的。其中電磁噪聲屬于低頻噪音，其聲壓級最大值范圍在250～500Hz之間。風冷機械噪聲屬中高頻噪聲，對噪聲值貢獻最大的頻率為1kHz～2kHz。低頻噪音與高頻噪音不同，高頻噪音隨著距離越遠或遭遇障礙物，能迅速衰減，如高頻噪音的點聲源，每10m距離下降6dB,而低頻噪聲因波長較長，有很強的繞射和透射能力同時在空氣中的衰減也很小，隨距離衰減較慢，對周圍環(huán)境影響較大，因此屬于難治理噪聲。2、變壓器噪聲治理技術新建變電站采用低噪聲設備，在有條件的情況下，將現有的高噪聲變壓器逐步更換為低噪聲變壓器，也可采取其他治理技術降低噪聲對環(huán)境的影響。噪聲治理主要分三種情況，即噪聲源治理、傳播途徑治理和個人防護。變電站噪聲一般從噪聲源和傳播途徑兩方面進行治理，降低變壓器本身的噪聲是最有效、最徹底的治理途徑，但噪聲源治理技術難度大，甚至需要設備的技術改進和優(yōu)化；傳播途徑治理主要是采取隔聲、吸聲技術，在變壓器外部采取消聲或隔聲措施，使噪聲在傳播到受聲點的過程中衰減，降低到達受聲點的噪聲強度。1）電磁性噪聲。對變壓器本體噪聲的降低，一方面可以用高導磁的硅鋼片，采用步進搭接工藝使磁滯伸縮減小，以降低鐵芯的工作磁密；另一方面可以通過完善鐵芯和引線的夾持結構，在鐵芯表面涂環(huán)氧漆和加橡皮墊，采用避開共振區(qū)的結構設計、加大油箱箱壁厚度、加固油箱和附件等措施減緩并吸收磁滯伸縮產生的振動能量。一般情況下，通過控制變壓器鐵芯的振動，能降低變壓器本體噪聲3～5dB；通過控制變壓器油箱振動并采用隔、吸聲措施，能降低噪聲5～10dB。但是，控制鐵芯振動改造工作量較大，控制油箱振動也會影響變壓器的散熱能力，對于定型的變壓器進行這類對變壓器內部結構、材質進行技術處理的改造，需要停運設備，難度較大，而且改造費用高。2）冷卻裝置機械性噪聲治理。降低冷卻裝置噪聲的手段主要有：選用大流量低揚程的油泵和通風流量大、風壓小的低速風扇（在可能的情況下盡量采用自冷方式），出現風扇有軸偏、振動現象時，應及時更換風扇，降低風扇噪聲。3）壁面吸聲、隔聲屏治理技術。當聲能傳到吸聲、隔聲材料的表面時，吸聲材料可以將聲能轉化為熱能和振動能。室內變壓器噪聲在內壁反射，形成混響聲場，在室內墻面涂覆吸聲材料或裝吸聲磚、板，以增加墻面的吸聲系數，減小室內噪聲，同時安裝隔聲門、消聲百葉窗和消聲通風口。室內變電站的變壓器緊鄰構筑物，變壓器聲音傳至墻壁時發(fā)生反射，和直達聲混合向外傳播，在邊界噪聲較小，需要降噪量小的情況下，可選擇相應吸聲材料，在構筑物、隔墻敷設吸聲材料，把到達墻面的聲音吸收掉，消除反射聲，還可以將半封閉的變壓器開放的一面封閉起來。對露天變壓器，根據周圍環(huán)境噪聲水平和周圍敏感點的分布情況，可采用隔聲屏。根據頻譜特性、噪聲水平和敏感點位置計算隔聲墻屏高度、長度、厚度、隔聲屏結構，選擇適當的吸聲材料。隔聲屏內層具有噪聲透射功能，外層隔聲選用隔聲性能好的材料，兩層之間設骨架和吸聲材料。市區(qū)變電站變壓器外封閉圖片4）隔聲罩治理技術。對于城市市區(qū)內距居民住宅較近的變電站，由于變壓器發(fā)出的低頻噪聲隨距離的增加衰減得較慢，可采用在變壓器本體外建隔聲間或隔聲罩，散熱器、套管等置于隔聲罩外（隔聲罩層面結構和隔聲屏相似）。隔聲罩采用型鋼支架，內層采用穿孔防護板，外層采用隔聲性能好的彩鋼板，兩層護板間為吸聲、消聲材料。隔聲罩固定在變壓器基礎上，使隔聲罩與變壓器導管之間沒有硬接觸。為方便變壓器維護和檢修，隔聲罩采用拼插組裝結構，拆裝方便，不影響設備檢修。市區(qū)變電站變壓器外封閉圖片1.2換流站噪聲控制1、換流站噪聲源及分析1）換流變壓器換流變壓器噪聲包括電磁噪聲、冷卻風扇噪聲和變壓器振動引起的結構噪聲。因其特殊的結構，換流變壓器產生的電磁噪聲的基頻為工頻的2倍（100Hz）。屬于低頻噪聲，同樣難以治理。變壓器冷卻風扇主要由空氣動力性噪聲、機殼、管壁及電動機軸承等輻射的機械性噪聲和風機振動帶動變壓器殼體振動輻射的固體聲。因風扇轉速較高，輻射的噪聲主要集中在中高頻。2）平波電抗器。平波電抗器分為油浸式和干式。位于閥廳外直流場中,線圈振動產生的噪聲是電抗器的主要噪聲，噪聲頻譜特征為寬頻噪聲，其中中低頻噪聲成分稍強，而高頻成分稍弱。兩側的防火墻阻擋了設備后部的高頻噪聲輻射，因此設備向外部的噪聲輻射表現為以中低頻為主的噪聲頻譜。平波電抗器的噪聲其發(fā)聲機理、聲級強度、頻率范圍均與換流變壓器相同。3）濾波器組。電容器噪聲也是換流站中噪聲來源的主要因素之一。換流站通常設有交流和直流濾波器組，且一般分布在站區(qū)角上，露天開闊布置。濾波器組噪聲能量分布在很寬的頻率范圍內，在低頻段50～300Hz中心頻率上出現峰值，在中高頻段上趨于平緩。濾波器組中的電抗器和電容器產生的噪聲主要是電磁噪聲．只是在聲級強度上低于換流變壓器和平波電抗器的噪聲。2、換流站降噪措施近年來，我國三常直流工程的政平換流站、三廣直流工程的鵝城換流站、三滬直流工程等都進行了噪聲專項治理，并取得較好效果。直流工程的噪聲治理工作應與工程建設同步進行，并在初步設計階段就明確解決問題的方法：一是選用低噪聲的設備，從源頭上控制噪聲水平；二是位于露天的設備，必須留出一定的空間以便可以采取一些相應的噪聲治理控制措施；三是合理、優(yōu)化設計換流站的設備布置，盡量將噪聲的設備布置到換流站中間位置；四是要有效利用換流站的樓房等建筑物，用來阻擋噪聲向站外輻射。在換流站工程實施過程中，主要從以下幾個方面采取了措施：1）換流站站址及設備布置優(yōu)化換流站降噪照片在進行換流站站址選擇、站內電氣總平面布置及路線進出線走向時，結合站址周圍地形地貌及構筑物、河道、村莊的分布實況，合理考慮交流濾波器場地及換流變壓器、平波點抗器和直流場等主要噪聲設備位置，盡量減小對周圍環(huán)境的影響。換流站降噪照片2）選用低噪聲設備結構型式對于交濾波器組中的電容器組，采用雙塔結構布置，降低電容器單塔高度，以降低聲源的高度，有效地減小噪聲的傳播范圍。同時將電容器與支撐連接處加裝減震膠墊，進一步減少電容器噪聲水平。對于交流濾波組中的電抗器，由于冷卻時要求空氣能夠自由流通，很難完全封閉，并且電抗器輻射的噪聲主要是中低頻為主的噪聲。因此選用低噪聲電抗器，在電抗器周圍加共振腔式半封閉圓柱狀隔聲罩，隔聲罩上部和下局部敞開，使空氣能過自由流通，可降低噪聲。換流閥外冷卻系統(tǒng)選用低噪聲冷卻風扇，并采取屏蔽罩方案，可降低閥冷卻塔噪聲水平。3）設置聲屏障受設備設計、制造、造價等客觀原因限制，單純依靠制造和設計方面采取措施對換流站整體噪聲水平降低程度有限，因此在換流變、平波電抗器、交流濾波器場等主要噪聲源周圍或站區(qū)圍墻上設置聲屏障，是降低換流站噪聲對周邊環(huán)境影響的主要措施之一。對于降低換流變壓器噪聲，可以采用兩種方案。第一種是在換流變壓器前部設置可移動組裝式通風降噪裝置。裝置上部加裝面向聲源帶有一定角度的挑檐吸聲隔聲屏障，下部為消聲通風通道。在兩側防火墻頂部設置吸聲隔聲遮板，遮板的位置及寬度按設備的安全運行距離和通風散熱要求確定。在兩側防火墻上、閥廳廠房墻上安裝復合式吸聲體。第二種是采用Box-in設計，既要求設備制造商在設計時將換流變壓器的散熱風扇對本體外移留出安裝Box-in的布置，將換流變壓器本體采用全封閉包起來（Box-in），并設有散熱通風系統(tǒng)，在全封閉箱體上設有小門，便于運行人員的日常巡視。在封閉體的內側和墻面上設置吸聲裝置，以吸收聲音減少反射。對于平波電抗器，可采取在平波電抗器前設置聲屏障，為減小噪聲的反射，在平抗閥廳側防火墻和兩側防火墻粘貼漸變腔式吸聲體達到降噪的效果。平波電抗器降噪圖片平波電抗器降噪圖片換流站圍墻降噪圖片對于濾波器組電容器，設計時在電容器組架中加裝降噪設備，且可通過分段設計降低電容器組架高度，從而減小噪聲水平。濾波器電抗器。濾波器電抗器，可在電抗器外部加裝隔音罩桶，來吸收電抗器產生的噪聲輻射。1.3電暈噪聲1、電暈噪聲的特性變電站和換流站除上述的變壓器、換流變等主設備噪聲外，還有電暈噪聲。電暈現象常發(fā)生在不均勻電場中電場強度很高的區(qū)域內，如高壓導線的周圍，帶電體的尖端附近，出現與日暈相似的光環(huán)。發(fā)出嗤嗤聲，產生臭氧、氧化氮等。變電站電暈現象最為明顯的部分除導線外，主要是各種金具。因此要對導線和金具均采取防電暈措施，以降低電暈噪聲。2、降低電暈技術措施為降低變電站電暈引起的噪聲，需從設備、設計、金具制造和包裝運輸、施工各環(huán)節(jié)同時進行控制，以改善電場分布，提高起暈電壓。1）設備環(huán)節(jié)電氣設備生產廠家不僅要對設備接線端子自身防電暈進行合理設計，還應將引線夾金具考慮進去。主變壓器、斷路器、互感器、GIS出線套管等設備接線端子采用雙均壓屏蔽環(huán)措施，提高均壓屏蔽環(huán)表面加工光潔度。2）設計環(huán)節(jié)設計單位必須選擇防暈型金具，從均壓環(huán)的設置數量和幾何尺寸上著手，防電暈措施不遺漏任何設備和部位。對于主要電氣設備采取雙均壓屏蔽環(huán)設計，適當加大均壓屏蔽環(huán)管徑，使設備接線端子和引線金具線夾完全處于均壓屏蔽環(huán)保護范圍內。對軟母線引起的電暈噪聲主要來自間隔棒固定螺栓尖端和導線上的毛刺，可選用防電暈型間隔棒，固定螺栓為埋入式。另外可增加導線直徑和分裂子導線數量，改變分裂導線間距，同時在下料、壓接、安裝過程防止產生變形和毛刺。3）金具制造環(huán)節(jié)金具制造廠家要嚴格按照設計要求進行加工，對產品外表面應采用拋光處理，保證金具外觀光潔，使金具在正常使用狀態(tài)不出現電暈。在金具出廠時要進行嚴格的包裝防護，避免產品在裝運過程中碰撞、摩擦、擠壓變形等。4）施工階段環(huán)節(jié)施工過程中主要是防止造成導線、金具、均壓屏蔽環(huán)等自身防電暈性能降低。導線安裝時，鋪設地毯防止導線磨損（1）導線的下料及壓接導線安裝時，鋪設地毯防止導線磨損首先導線外觀應完好，凡有斷股、松股、扭結、嚴重腐蝕和明顯損傷的不得使用，擴徑導線不得有明顯的凹陷和變形。導線在展放時地面鋪設地毯等防止導線磨損和劃傷。導線的壓接工藝嚴格按照SDJl226—1987《架空送電線路導線及避雷線液壓施工工