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变压器本体和电抗器运行产生的噪声以及为了变压器的安全运行而增加的通风机和冷却风机,使户内变电站噪声成为城市重要噪声污染源之一。为了有效地治理城市户内变电站日益严重的噪声污染,改善周围居民的居住环境,本文主要针对110kV和220kV高电压城市户内变电站,对其机房内噪声、机房外噪声、变电站厂界噪声和居民区噪声进行布点监测,建立仿真模型对机房内部以及居民区的声场分布进行模拟计算,制定城市户内变电站噪声的综合控制技术,最后对主变压器室有源噪声控制系统进行仿真研究,实现主变压器有源消声的最优化。
监测结果表明:变电站厂界及居民区噪声声压级超标严重。220kV主变压器室内噪声频率以63Hz为主,110kV主变压器室噪声以31.5Hz、125Hz和250Hz下的噪声声压级最 为突出,电抗器室的噪声以中低频噪声为主。整个机房的等效连续声压级分布较为均匀。
声场模拟结果表明:220kV主变压器室的噪声声压级在频率为63Hz时达到最大值90.6dB,110kV主变压器室的噪声声压级相对220kV小得多,电抗器室的噪声声压级在125Hz时达到最大值93.0dB。计算得到的居民区噪声总的A计权声级为47.51dB,夜间噪声超标。声场模拟值和现场实测数据吻合良好。通过修改模型中的相关参数,此模型可较好地用于同类变电站的声场模拟与预测。
城市户内变电站噪声的被动综合控制技术有:选用低噪音的主变压器、电抗器和冷却设备,改进其材料和结构形式。墙体使用穿孔板共振吸声结构,在穿孔板后设置腈纶棉以增加声阻,使结构的吸声频带加宽。以不同声阻抗的材料组成多层复合结构的门、窗,门窗缝隙用密封条填充。在进风口和出风口分别安装进风消声器和排风消声器等。
主变压器室有源噪声控制的仿真结果表明:次级声源要根据各个频率下的初级声场合理布置。随着频率的增大,声场模态数量增加,有源消声难度变大。110kV主变压器室31.5Hz和63Hz下的声场不能形成完整的声模态。通过对次级声源数量和布局的合理设置,可使125Hz和250Hz下声场的壁面声压级最大值降低3~5dB。