大型运行变电站噪声治理研究

大型运行变电站噪声治理研究

董冰琦

山东电力工程咨询院有限公司  山东 济南250014

摘要：随着工业化和城市化的加速发展，大型运行变电站作为电力系统不可或缺的组成部分，在确保电力供应的稳定性和可靠性方面发挥着至关重要的作用。然而，变电站在运行过程中产生的噪声已经成为影响周边环境和居民生活质量的一个重要问题。噪声污染不仅对人类健康造成潜在的危害，还可能对当地的野生动物和生态系统产生负面影响。针对这一问题，本研究深入分析了大型运行变电站噪声的主要来源，并探讨了一系列有效的噪声治理策略。

关键词：运行变电站；噪声治理；措施研究

引言：

在全球范围内，随着经济的快速增长和能源需求的持续上升，电力基础设施的建设和扩展变得日益重要。作为电力系统不可或缺的组成部分，大型运行变电站承担着将发电厂产生的电能转换并输送到用户的关键任务。伴随着变电站数量和规模的增长，由其运行产生的环境问题，尤其是噪声污染，已经成为了一个不容忽视的社会问题。

一、大型运行变电站噪声主要来源

（一）变压器噪声

变电站中变压器噪声的产生主要归因于其内部的两种机械振动，即铁芯的磁致振动和绕组的电动力振动。当变压器处于运行状态时，其通过铁芯的交变磁场产生周期性的磁致力，这种力的变化导致铁芯发生微小的尺寸变化，进而引发振动和噪声。变压器绕组在电流作用下也会产生电动力，这些力会使绕组产生振动，与铁芯的振动相结合，进一步放大了噪声的产生。随着变电站负荷的变化，这些振动和相应的噪声也会随之变化，特别是在高负荷运行时，噪声问题更为显著。变压器的设计和制造质量对其噪声水平有重要影响，优化变压器设计、使用低噪声材料和技术可以有效降低噪声产生。

（二）冷却设备噪声

在大型运行变电站中，为了维持设备的正常工作温度，避免过热影响性能和寿命，采用了各种冷却设备，如风扇、冷却塔等，这些设备在运行中会产生显著的噪声。噪声主要来源于风扇旋转时叶片切割空气产生的气流噪声和机械振动。随着风速的增加，这种切割作用更为剧烈，相应的噪声也随之增大。同时冷却塔中水的循环和喷淋过程也会产生水流噪声，这些噪声不仅来源于单一的设备运行，还可能因多个设备同时工作而在空间中相互叠加，形成复杂的噪声环境[1]。

（三）电晕放电噪声

在大型运行变电站中，电晕放电噪声是一个显著的噪声来源，尤其是在高压输电系统中更为常见。这种噪声产生于电气设备表面的空气电离现象，当电场强度超过一定阈值时，周围空气被电离，形成电晕放电。这个过程伴随着轻微的爆裂声，是由于空气分子被电离和复合时产生的微小爆炸。电晕放电噪声的强度和特性受多种因素影响，包括电压高低、导线表面状况、以及周围环境的湿度和温度。湿润或雾天气条件下，电晕放电现象更加显著，因为湿气增加了空气的电导性，从而加剧了电晕放电并增大了噪声水平。

二、大型运行变电站噪声治理策略

（一）预防性设计

在大型运行变电站的噪声治理中，预防性设计策略起着至关重要的作用，它强调在变电站的规划和设计阶段就采取措施，以减少未来运营中可能产生的噪声问题。通过精心设计和合理规划，可以在源头上控制噪声的产生和传播。这包括选择低噪声设备和技术，如采用先进的低噪声变压器和其他电力设备，这些设备在设计时已经考虑到了噪声减少的需求[2]。同时变电站的布局规划也非常关键，通过将噪声源设备布置在远离居民区和敏感区域的位置，以及合理安排设备和建筑物的相对位置，可以有效降低噪声对周围环境的影响。为了进一步提升噪声控制效果，还可以在变电站周边设置隔声屏障和绿化带，这些措施不仅能有效阻挡噪声向周围环境扩散，还能提升变电站的环境美观度。通过预防性设计，不仅能够显著降低变电站运营期间的噪声水平，还能减少后期因噪声问题导致的改造和治理成本，实现经济效益与环境保护的双赢。

（二）噪声源控制

噪声源控制是大型运行变电站噪声治理中的一项核心策略，能够直接对噪声产生的源头进行管理和控制，从而减少噪声的生成和传播。实施这一策略时，首要任务是对变电站内所有可能产生噪声的设备进行详细的识别和评估，包括变压器、冷却系统、高压开关等。一旦识别出主要的噪声源，接下来的步骤便是通过采用先进的技术和设备改进措施来降低其噪声水平。例如，可以通过更换低噪声型变压器、安装高效的消声器和隔声罩，以及优化高压设备的操作程序来减少噪声的产生。同时，对于已经安装的设备，定期的维护和检修也是控制噪声源的重要手段，因为设备的磨损、老化或不当操作都可能导致噪声水平的升高。进一步地，采用现代化的监控系统对变电站的噪声水平进行实时监测，可以帮助管理者及时发现问题并采取相应的控制措施。此外，对于新建项目，通过设计和实施噪声减缓措施，如在噪声敏感部件上安装隔音材料，也能有效降低噪声的发生。这种策略不仅涉及技术层面的改进，也包括管理和操作层面的优化，确保变电站的运营不仅高效而且环保[3]。

（三）采取有效的隔音措施

采取有效的隔音措施在大型运行变电站噪声治理中扮演着关键角色，这一策略着重于通过物理手段减少噪声的传播，确保变电站产生的噪声对周围环境的影响降到最低。实现这一目标的方法包括在变电站周围建立隔音屏障和使用隔声材料对噪声源进行包围。隔音屏障通常由具有高隔音性能的材料构成，如混凝土、金属或特殊的隔音板，它们能有效阻挡噪声波的直线传播。此外，在变电站的关键设备上安装隔声罩，如对变压器和冷却系统进行隔声处理，可以在设备源头降低噪声的扩散。对于已经存在的建筑和结构，可以通过添加吸声材料来改善其隔音效果，这些材料能够吸收噪声波，减少噪声的反射和扩散。在设计隔音措施时，重要的是要根据噪声的频率和特点选择合适的材料和结构，因为不同类型的噪声可能需要不同的隔音策略。例如，低频噪声通常难以通过简单的隔音墙阻挡，可能需要采用特殊的隔音技术或材料。同时，隔音设计还需考虑到空气流通和设备散热的需要，确保隔音措施不会影响变电站设备的正常运行和维护。

总结：

综上所述，噪声治理工作是一个长期而复杂的过程，需要政府、企业和公众的共同参与和努力。未来的研究应更加关注噪声治理技术的创新和应用，以及噪声评估方法的完善，进一步提升变电站噪声管理的科学性和有效性，为建设更加宜居的环境做出贡献。

参考文献：

[1]王勇.城市户外变电站噪声治理研究[J].资源节约与环保,2020(08):131-132.

[2]程馨谊.浅析变电站噪声成因及治理方案[J].资源节约与环保,2018(11):11-12.

[3]李金哲.变电站的噪声治理[J].农村电工,2018,26(07):45.

作者简介：董冰琦（1997-10-13），男，汉族，山东潍坊市，硕士研究生，工程师，主要从事电力工程设计工作。