声强法测定高抗声场特性数据分析

严利雄　刘晓华　严玲玲　闻铖　陈兴旺　王奇

摘要：在我国的变电站运行中，噪声污染问题已引起了许多的问题。针对输变电工程噪声问题的深入研究后发现，并联电抗器由于通常布设在临近站区围墙处，是造成厂界和敏感点噪声超标的重要原因。因此，全面掌握变电站噪声特性，如何是使用声强法测定高抗声场特性数据分析，获得准确的声源参数，对于500kV变电站声环境影响预测及评价具有重要意义。

关键词：输变电工程;高抗声场; 声强法; 噪声防治

一、引言

随着电力工程的发展和城市区域的扩大，500kV变电站四周不再是郊区和农村，变电站环境噪声对居民的干扰日渐突出。我国对环境保护的要求也越来越严格，变电站的噪声控制在设计阶段已经成为重要考虑因素[1-2]，运用噪声预测软件对变电站环境噪声影响进行预测已成为电网环境保护领域的重要手段，变电站中声源设备众多，包括变压器、高压并联电抗器（以下简称高抗）、低压电抗器、低压电容器、导线电晕等，针对变电站主要声源的监测都有相应的规范[3-5]。其中，高抗作为最主要的噪声源，其噪声特性一直受到广泛关注[6-10]，研究者也不断探索其噪声监测方法。

二、现场测试方法

2.1 样本

本次现场测试主要对象为湖北境内15座500kV变电站的共37组高压并联电抗器（以下简称高抗），编号为1-37，变电站高抗基本情况如下：

2.2 测试方法

2.2.1 测试方法

对于变压器、电抗器等设备声功率级的测量，《电力变压器 第10部分：声级测定》（GB/T1094.10-2003）中给出了声压法和声强法两种测试方法，两种方法分别借鉴《声学 声压法测定噪声源的声功率级 反射面上方采用包络测量表面的简易法》（GB/T 3768-1996，eqv ISO 3746：1995）和《聲学 声强法测定噪声源的声功率级 第1部分：离散点上的测量》（GB/T 16404-1996，eqv ISO 9614-1：1993）。

采用《电力变压器 第10部分：声级测定》（GBT 1094.10-2003）中的声压法和声强法同时进行测试。测试过程中应尽量减少其他背景噪声的干扰，在无法关闭其他声源的情况下，背景噪声应尽可能保持恒定。在某测点测试过程中如遇较为明显的暂态噪声干扰时（如动物鸣叫、车辆经过等），应暂停并重新对该测点进行测试。

2.2.3 现场测试条件

（1）反射面

声强法测试允许在距试品规定轮廓线至少为1.2m处有两面反射墙壁，但现场实际情况是由于场地布置原因，防火墙距离高抗的距离不足1.2m，高抗边缘距防火墙距离见下图：

由于声强法测试条件要求规定轮廓线与反射面的距离大于1.3m，而基本轮廓线与规定轮廓线的距离为0.3m，故设定满足声强法测试条件的基本轮廓线与设备距离为1.6m（图中横线），现场测试的37组高抗基本两侧都有防火墙，图中为高抗基本轮廓线与防火墙距离，可以看出，超过一半高抗满足声强法测试声功率级的条件。

（2）规定轮廓线

采用《电力变压器 第10部分：声级测定》（GBT 1094.10-2003）中对基准轮廓线和规定轮廓线的要求，基准轮廓线为高抗散热片外边缘连接后的外包线;由于现场测试气温较低，高抗风冷都未开启，在风冷却设备（如果有）停止运行条件下进行声级测量时，规定的轮廓线应距基准发射面0.3m，故规定轮廓线距离基准轮廓线0.3m，设备基本轮廓线、规定轮廓线与设备间关系图如下：

测试的油箱高度大于2.5m，有两个轮廓线，分别位于油箱高度的1/3和2/3处的水平面上，本次测试的高抗高度基本在2.9m至3.5m，两条规定轮廓线的高度为1m和2m。

（3）现场测试布点

现场测试37组高抗规定轮廓线的长度22-26m不等，测试探头位于两个规定轮廓线上， 布点间的间距为0.9m-1m之间，37组高抗单相高抗的两组规定轮廓线的测点数为40至52个。

2.3 现场测试分析

2.3.1 高抗运行条件

高抗主要运行条件有运行电压、运行电流、有功功率、无功功率、高抗油温等。

从图中可以看出，高抗的运行电压较为稳定，在307kV左右，与设备的额定电压相差不大;运行电流也与额定电流相差不大，可以看出在带电运行状态下，高抗基本在出厂条件下运行，设备运行状况较为稳定;设备的有功功率较小，可以不作为与声功率级相关的参数;高抗的额定功率有40000kVar、50000kVar、60000kVar，而对应的无功功率为110MVar左右、140MVar左右和168MVar左右。

2.32 数据分析

从运行条件看，各组高抗的运行电压变化不大，高抗的运行电流和有功功率与设备的额定容量成正比，现依据设备的额定容量将高抗分为三种类型，现将3种类型高抗的平均声强级和声功率级进行比较

从图中可以看出，不同类别的高抗对应的平均声强级和声功率级与高抗的额定容量并未显著关系。

三、结论

声强法对变电站高抗声源源强的测定在实际测试中相比声压法更易实现，测试条件更易满足;

通过对现场高抗运行工况分析发现，500kV高抗运行的工况较为稳定，运行电流和有功功率基本是与高抗的出厂工况相关，高额定容量对应的运行电流和无功功率高，但通过声强法对高抗进行平均声强级和声功率级的测定发现，高额定容量所对应的高运行电流和运行无功功率并不代表更高的声强级和声功率级。

参考文献：

[1] 杨汾艳，徐政.直流输电系统平波电抗器电感参数的选择研究[J].高压电器，2009，45（3）：8-10.

[2] 韩辉，吴桂芳，瞿雪弟，赵龙。我国±500 kV 换流站设备可听噪声的测量分析及降噪措施[J].2008，32（2）：38-41

[3] GB12349–90，工业企业厂界噪声测量方法[S].

[4] GB 7328–87，变压器和电抗器的声级测定[S].

[5] GBJ87–8，工业企业噪声控制设计规范[S].

[6] 吕敬友，黄玉，池爱平等.变电站噪声对环境的影响与治理措施.电力与能源，2011（2）：162-164.

[7] 引钟星鸣.干式变压器的振动和噪声研巧[J].华南理王大学，广州，2010.

[8] 王起悟.油浸式电抗器振动噪音研究[D].大连理工大学，大连，2013.

[9] 栾涛.750kV油浸式并联电抗器电磁与振动研究[D].大连理王大学，2015.

[10] 孙志，张文春，陈国珍.变电站铁心电抗器振动噪声测试及分析研究m.电气制造，2014，01：：74-77.