变电站换流站的噪声控制措施

变电站换流站的噪声控制措施随着我国电网建设的快速发展，人们对生活质量要求的提高、社会各界对环保提出的要求也越来越高。超高压交流输电和高压直流输电工程中的噪声污染问题越来越受到人们的关注。下面分别对变电站和换流站的噪声控制进行分析。1.1变电站的噪声控制1、噪声的产生和特性变电站一般有变压器、开关室、控制室等组成。变电站噪声主要是变压器运行时产生的电磁噪声和机械噪声。电磁噪声主要是由硅钢片的磁滞伸缩和绕组线圈间的电磁力引起的，远大于母线的电晕噪声。机械噪声则是设备振动、冷却风扇运转引起的。其中电磁噪声属于低频噪音，其声压级最大值范围在250～500Hz之间。风冷机械噪声属中高频噪声，对噪声值贡献最大的频率为1kHz～2kHz。低频噪音与高频噪音不同，高频噪音随着距离越远或遭遇障碍物，能迅速衰减，如高频噪音的点声源，每10m距离下降6dB,而低频噪声因波长较长，有很强的绕射和透射能力同时在空气中的衰减也很小，随距离衰减较慢，对周围环境影响较大，因此属于难治理噪声。2、变压器噪声治理技术新建变电站采用低噪声设备，在有条件的情况下，将现有的高噪声变压器逐步更换为低噪声变压器，也可采取其他治理技术降低噪声对环境的影响。噪声治理主要分三种情况，即噪声源治理、传播途径治理和个人防护。变电站噪声一般从噪声源和传播途径两方面进行治理，降低变压器本身的噪声是最有效、最彻底的治理途径，但噪声源治理技术难度大，甚至需要设备的技术改进和优化；传播途径治理主要是采取隔声、吸声技术，在变压器外部采取消声或隔声措施，使噪声在传播到受声点的过程中衰减，降低到达受声点的噪声强度。1）电磁性噪声。对变压器本体噪声的降低，一方面可以用高导磁的硅钢片，采用步进搭接工艺使磁滞伸缩减小，以降低铁芯的工作磁密；另一方面可以通过完善铁芯和引线的夹持结构，在铁芯表面涂环氧漆和加橡皮垫，采用避开共振区的结构设计、加大油箱箱壁厚度、加固油箱和附件等措施减缓并吸收磁滞伸缩产生的振动能量。一般情况下，通过控制变压器铁芯的振动，能降低变压器本体噪声3～5dB；通过控制变压器油箱振动并采用隔、吸声措施，能降低噪声5～10dB。但是，控制铁芯振动改造工作量较大，控制油箱振动也会影响变压器的散热能力，对于定型的变压器进行这类对变压器内部结构、材质进行技术处理的改造，需要停运设备，难度较大，而且改造费用高。2）冷却装置机械性噪声治理。降低冷却装置噪声的手段主要有：选用大流量低扬程的油泵和通风流量大、风压小的低速风扇（在可能的情况下尽量采用自冷方式），出现风扇有轴偏、振动现象时，应及时更换风扇，降低风扇噪声。3）壁面吸声、隔声屏治理技术。当声能传到吸声、隔声材料的表面时，吸声材料可以将声能转化为热能和振动能。室内变压器噪声在内壁反射，形成混响声场，在室内墙面涂覆吸声材料或装吸声砖、板，以增加墙面的吸声系数，减小室内噪声，同时安装隔声门、消声百叶窗和消声通风口。室内变电站的变压器紧邻构筑物，变压器声音传至墙壁时发生反射，和直达声混合向外传播，在边界噪声较小，需要降噪量小的情况下，可选择相应吸声材料，在构筑物、隔墙敷设吸声材料，把到达墙面的声音吸收掉，消除反射声，还可以将半封闭的变压器开放的一面封闭起来。对露天变压器，根据周围环境噪声水平和周围敏感点的分布情况，可采用隔声屏。根据频谱特性、噪声水平和敏感点位置计算隔声墙屏高度、长度、厚度、隔声屏结构，选择适当的吸声材料。隔声屏内层具有噪声透射功能，外层隔声选用隔声性能好的材料，两层之间设骨架和吸声材料。市区变电站变压器外封闭图片4）隔声罩治理技术。对于城市市区内距居民住宅较近的变电站，由于变压器发出的低频噪声随距离的增加衰减得较慢，可采用在变压器本体外建隔声间或隔声罩，散热器、套管等置于隔声罩外（隔声罩层面结构和隔声屏相似）。隔声罩采用型钢支架，内层采用穿孔防护板，外层采用隔声性能好的彩钢板，两层护板间为吸声、消声材料。隔声罩固定在变压器基础上，使隔声罩与变压器导管之间没有硬接触。为方便变压器维护和检修，隔声罩采用拼插组装结构，拆装方便，不影响设备检修。市区变电站变压器外封闭图片1.2换流站噪声控制1、换流站噪声源及分析1）换流变压器换流变压器噪声包括电磁噪声、冷却风扇噪声和变压器振动引起的结构噪声。因其特殊的结构，换流变压器产生的电磁噪声的基频为工频的2倍（100Hz）。属于低频噪声，同样难以治理。变压器冷却风扇主要由空气动力性噪声、机壳、管壁及电动机轴承等辐射的机械性噪声和风机振动带动变压器壳体振动辐射的固体声。因风扇转速较高，辐射的噪声主要集中在中高频。2）平波电抗器。平波电抗器分为油浸式和干式。位于阀厅外直流场中,线圈振动产生的噪声是电抗器的主要噪声，噪声频谱特征为宽频噪声，其中中低频噪声成分稍强，而高频成分稍弱。两侧的防火墙阻挡了设备后部的高频噪声辐射，因此设备向外部的噪声辐射表现为以中低频为主的噪声频谱。平波电抗器的噪声其发声机理、声级强度、频率范围均与换流变压器相同。3）滤波器组。电容器噪声也是换流站中噪声来源的主要因素之一。换流站通常设有交流和直流滤波器组，且一般分布在站区角上，露天开阔布置。滤波器组噪声能量分布在很宽的频率范围内，在低频段50～300Hz中心频率上出现峰值，在中高频段上趋于平缓。滤波器组中的电抗器和电容器产生的噪声主要是电磁噪声．只是在声级强度上低于换流变压器和平波电抗器的噪声。2、换流站降噪措施近年来，我国三常直流工程的政平换流站、三广直流工程的鹅城换流站、三沪直流工程等都进行了噪声专项治理，并取得较好效果。直流工程的噪声治理工作应与工程建设同步进行，并在初步设计阶段就明确解决问题的方法：一是选用低噪声的设备，从源头上控制噪声水平；二是位于露天的设备，必须留出一定的空间以便可以采取一些相应的噪声治理控制措施；三是合理、优化设计换流站的设备布置，尽量将噪声的设备布置到换流站中间位置；四是要有效利用换流站的楼房等建筑物，用来阻挡噪声向站外辐射。在换流站工程实施过程中，主要从以下几个方面采取了措施：1）换流站站址及设备布置优化换流站降噪照片在进行换流站站址选择、站内电气总平面布置及路线进出线走向时，结合站址周围地形地貌及构筑物、河道、村庄的分布实况，合理考虑交流滤波器场地及换流变压器、平波点抗器和直流场等主要噪声设备位置，尽量减小对周围环境的影响。换流站降噪照片2）选用低噪声设备结构型式对于交滤波器组中的电容器组，采用双塔结构布置，降低电容器单塔高度，以降低声源的高度，有效地减小噪声的传播范围。同时将电容器与支撑连接处加装减震胶垫，进一步减少电容器噪声水平。对于交流滤波组中的电抗器，由于冷却时要求空气能够自由流通，很难完全封闭，并且电抗器辐射的噪声主要是中低频为主的噪声。因此选用低噪声电抗器，在电抗器周围加共振腔式半封闭圆柱状隔声罩，隔声罩上部和下局部敞开，使空气能过自由流通，可降低噪声。换流阀外冷却系统选用低噪声冷却风扇，并采取屏蔽罩方案，可降低阀冷却塔噪声水平。3）设置声屏障受设备设计、制造、造价等客观原因限制，单纯依靠制造和设计方面采取措施对换流站整体噪声水平降低程度有限，因此在换流变、平波电抗器、交流滤波器场等主要噪声源周围或站区围墙上设置声屏障，是降低换流站噪声对周边环境影响的主要措施之一。对于降低换流变压器噪声，可以采用两种方案。第一种是在换流变压器前部设置可移动组装式通风降噪装置。装置上部加装面向声源带有一定角度的挑檐吸声隔声屏障，下部为消声通风通道。在两侧防火墙顶部设置吸声隔声遮板，遮板的位置及宽度按设备的安全运行距离和通风散热要求确定。在两侧防火墙上、阀厅厂房墙上安装复合式吸声体。第二种是采用Box-in设计，既要求设备制造商在设计时将换流变压器的散热风扇对本体外移留出安装Box-in的布置，将换流变压器本体采用全封闭包起来（Box-in），并设有散热通风系统，在全封闭箱体上设有小门，便于运行人员的日常巡视。在封闭体的内侧和墙面上设置吸声装置，以吸收声音减少反射。对于平波电抗器，可采取在平波电抗器前设置声屏障，为减小噪声的反射，在平抗阀厅侧防火墙和两侧防火墙粘贴渐变腔式吸声体达到降噪的效果。平波电抗器降噪图片平波电抗器降噪图片换流站围墙降噪图片对于滤波器组电容器，设计时在电容器组架中加装降噪设备，且可通过分段设计降低电容器组架高度，从而减小噪声水平。滤波器电抗器。滤波器电抗器，可在电抗器外部加装隔音罩桶，来吸收电抗器产生的噪声辐射。1.3电晕噪声1、电晕噪声的特性变电站和换流站除上述的变压器、换流变等主设备噪声外，还有电晕噪声。电晕现象常发生在不均匀电场中电场强度很高的区域内，如高压导线的周围，带电体的尖端附近，出现与日晕相似的光环。发出嗤嗤声，产生臭氧、氧化氮等。变电站电晕现象最为明显的部分除导线外，主要是各种金具。因此要对导线和金具均采取防电晕措施，以降低电晕噪声。2、降低电晕技术措施为降低变电站电晕引起的噪声，需从设备、设计、金具制造和包装运输、施工各环节同时进行控制，以改善电场分布，提高起晕电压。1）设备环节电气设备生产厂家不仅要对设备接线端子自身防电晕进行合理设计，还应将引线夹金具考虑进去。主变压器、断路器、互感器、GIS出线套管等设备接线端子采用双均压屏蔽环措施，提高均压屏蔽环表面加工光洁度。2）设计环节设计单位必须选择防晕型金具，从均压环的设置数量和几何尺寸上着手，防电晕措施不遗漏任何设备和部位。对于主要电气设备采取双均压屏蔽环设计，适当加大均压屏蔽环管径，使设备接线端子和引线金具线夹完全处于均压屏蔽环保护范围内。对软母线引起的电晕噪声主要来自间隔棒固定螺栓尖端和导线上的毛刺，可选用防电晕型间隔棒，固定螺栓为埋入式。另外可增加导线直径和分裂子导线数量，改变分裂导线间距，同时在下料、压接、安装过程防止产生变形和毛刺。3）金具制造环节金具制造厂家要严格按照设计要求进行加工，对产品外表面应采用抛光处理，保证金具外观光洁，使金具在正常使用状态不出现电晕。在金具出厂时要进行严格的包装防护，避免产品在装运过程中碰撞、摩擦、挤压变形等。4）施工阶段环节施工过程中主要是防止造成导线、金具、均压屏蔽环等自身防电晕性能降低。导线安装时，铺设地毯防止导线磨损（1）导线的下料及压接导线安装时，铺设地毯防止导线磨损首先导线外观应完好，凡有断股、松股、扭结、严重腐蚀和明显损伤的不得使用，扩径导线不得有明显的凹陷和变形。导线在展放时地面铺设地毯等防止导线磨损和划伤。导线的压接工艺严格按照SDJl226—1987《架空送电线路导线及避雷线液压施工工