±1 100 kV换流站BOX-IN装置降噪效果的测试与分析

徐 鹏, 姚为方, 华雪莹, 王润芳, 邢 琛

(1.安徽新力电业科技咨询有限责任公司, 安徽 合肥 230601;2.国网安徽省电力科学研究院, 安徽 合肥 230601)

0 引言

随着社会经济的飞速发展，对电力能源的依赖程度不断加深，电能已成为国家稳定发展、百姓安居乐业的命脉。我国能源和经济社会发展并不均衡，电能高消费区域多在东部沿海城市，而能源资源却主要集中在中西部内陆地区，如何将西部地区的能源转化成电能，再通过低损耗方式输送到东部地区供使用，便成为了缩短东西部地区经济发展差距的关键[1]。特高压输电工程一般指直流电压达到±800 kV以上，交流电压达到1 000 kV以上的高电压等级输电工程，其具有输送距离长、能量损耗小、输送容量大等优势。

国内外对于变电站噪声的相关研究已开展多年，但由于条件限制鲜有对±1 100 kV特高压换流站BOX-IN装置降噪效果的研究。本文以一座±1 100 kV换流站所安装的换流变BOX-IN装置为研究对象，在换流变高噪区域开展噪声环境的测试和分析，为特高压换流变噪声环境优化和职业卫生保护等方面工作提供参考依据。

1 研究方法

1.1 研究对象

测试对象选取我国境内某±1 100 kV换流站，±1 100 kV直流输电工程是国家“西电东送”战略的重点工程，是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最长、技术水平最先进的特高压工程[2]。该换流站内共设有两组换流变和4组排风扇，换流变安装有BOX-IN装置，本次测试主要围绕1#高压阀厅、1#低压阀厅、2#高压阀厅、2#低压阀厅、4组排风扇等周边相关区域开展。

1.2 BOX-IN降噪技术

BOX-IN为一种隔声结构的简称，通过采用可拆卸的特种材质隔声板，将声源本体像盒子一样封闭起来，同时也不影响其主体功能。换流变BOX-IN降噪技术主要采用可拆卸的隔音室封闭换流变本体，隔音室上设置有通风散热消声器，把换流变冷却风扇放在隔音室外面总体方案主要由开孔布置、结构方案、通风方案、温度控制方案、消防方案、声学材料选用等部分组成[3,4]。

1.3 主要噪声源

换流站内噪声环境与其他电压等级变电站有所不同，噪声源更为复杂，主要涉及有换流变压器、换流变冷却风扇、调相机变压器、冷却塔、平波电抗器、交直流滤波器场，以及输电线路的电晕放电[5]。站区内高噪声区域主要集中在换流变及调相机区域，特高压换流站在建设时会采用BOX-IN、隔声罩和声屏障等降噪措施，对噪声排放起到一定限制作用，换流变区域噪声主要由换流变本体及多组排风扇产生[6]。

1.4 测试方法

布点方法：换流变区域平面布置示意图1所示。由于受到安全因素等条件限制，本次测试布点主要选取在换流变区域巡检道路附近开展，布点位置保持与设备安全距离，结合站区巡检道路系统将换流变区域进行网格状监测，共布设约60个测试点位，测试各点位1分钟等效A声级。本次测试均在站区内换流变安全区域开展，不涉及厂界排放噪声测试。

图1 换流变区域平面布置示意图

测量方式：选在无雨无雪的气象条件下进行，声级计加风罩。声级计通过手持或木架固定在距离地面1.2米高度的位置，人体距离传感器0.5米以上。在BOX-IN装置安装之前和安装完成后在每个测点各监测一次。测试现场如图2所示。

由于换流变设备噪声较为稳定，站区内外较为空旷，背景噪声干扰相对较小，且受制于安全因素，本次站区内测试只在白天(6：00～18：00)开展，测试各点位1分钟等效连续A声级。

1.5 测试环境

测试气象环境见表1。

表1 测试气象环境

1.6 测试仪器

本次测试主要采用一套AWA6228多功能声级计，测量范围为35 dB～130 dB(A)，频率计权为20 Hz～10 kHz。检测时设备状态良好，检测仪器均在检定有效期内。

2 结果与讨论

通过对换流站站区内布设的采样点进行汇总分析后，可以得到换流变区域可听噪声范围值(见表2)，之后采用surfer软件模拟绘制区域可听噪声等值分布图(见图3和图4)。

表2 换流变区域可听噪声范围值

(a)BOX-IN安装前 (b)BOX-IN安装后图3 BOX-IN装置安装前后降噪效果图

(a)BON-IN安装前 (b)BOX-IN安装后图4 BOX-IN装置安装前后噪声等值线对比图

由图3和图4可以得出：

(1)换流变的主要噪声源集中在右侧区域，该侧室外安装有四组排风扇，成为了噪声值主要贡献装置；换流变其他侧由于完全室内封闭，噪声排放相对较小。

(2)在BOX-IN装置未安装前，换流变噪声值在72 dB(A)以上的高噪区域主要集中在高低压阀厅及排风扇一侧，且在两组换流变的排风扇之间还出现了噪声值77 dB(A)以上的超高区域；安装BOX-IN装置之后，噪声值72 dB(A)以上高噪区域范围有明显的缩减，只出现在排风扇右侧区域，且噪声值在77 dB(A)以上的超高区域基本消失。

(3)在BOX-IN装置安装后，1#换流变区域的降噪效果明显，噪声降幅较大；2#换流变由于靠近其他高噪声设备，噪声测试值范围降幅较小，且其低压阀区域的降噪效果优于高压阀区域。

(4)BOX-IN装置的安装使得换流变区域噪声水平下降了约5～10 dB(A)；装置安装后改变了排风扇侧各区域噪声峰值出现的位置，这是由于噪声叠加位置发生改变而造成的。

3 结论

本文通过对某±1 100 kV特高压换流站内换流变BOX-IN装置安装前后的噪声环境测试，分析并得出以下结论：

(1)BOX-IN装置的安装可以有效的降低区域噪声环境，换流变被封闭后噪声排放得到有效控制，而排风扇由于无法封闭成为了噪声的主要排放源。

(2)BOX-IN装置的安装能够将换流变区域整体噪声水平下降5～10 dB(A)，77 dB(A)以上的噪声区域基本消失，高噪声区域范围明显缩减，设备降噪效果较为明显。

(3)BOX-IN装置的安装改变了换流变的噪声排放，对不同噪声源叠加产生的高噪区域产生影响，可以改变叠加高噪声区域位置，对某些特定点位降噪有积极意义。

(4)由于站内其他噪声设备影响，换流变BOX-IN实际降噪水平应优于监测水平，其对站区噪声控制优化及职业卫生工作起到积极作用，同时也有良好的社会效益[7]。