彭 飞，陈凌琦，石雪梅，万 磊

(国网安徽省电力有限公司建设分公司，安徽 合肥 230071)

500 kV超高压变电站作为省区电网骨干网架，其负荷大、数量多且多为露天变电站，在区域联网供电方面具有重要作用，仅安徽省境内就有30余座500 kV变电站。电气设备运行产生的噪声会无遮挡地传播，给变电站厂界、临近居民带来一定的环境污染；
许多住宅等噪声敏感建筑物临近露天变电站，噪声对附近居民影响明显，容易引发噪声污染导致的环境矛盾，这已成为电网被投诉的焦点之一[1]。目前，针对变电站噪声污染问题，主要的降噪措施有：优化平面位置(包括改造变电站)；
优化设备选型；
降噪改造声源设备；
控制声源传播途径等。

为满足环境保护要求，降低变电站噪声对附近敏感点的影响，某工程需采取必要措施进行降噪。考虑到该工程为新建变电站，平面布置、设备选型、设备改造、声源传播途径对变电站周围噪声环境影响较大，但声源设备降噪由于改造效果有限，并且易对运行设备造成影响[2]，暂不考虑声源设备降噪改造措施。本文将重点研究声源传播途径控制措施，其中，在厂界处设置隔声屏障是非常有效的噪声控制措施。在变电站围墙上方设置隔声屏障，可大幅度降低站内噪声对周围环境的污染。本文利用 Cadna/A 软件，以某 500 kV变电站为例，探讨变电站隔声屏障的参数设计和隔声效果，为省内乃至全国的500 kV变电站的噪声治理提供参考。

1.1 变电站概况和平面布置

以目前在建的阜三500 kV变电站新建工程为例，站址位于安徽省阜阳市阜南县，总占地面积3.7 km2，围墙内面积3.42 km2，围墙总长776 m，高2.3 m。本期新建1 000 MVA 主变压器2组、500 kV出线间隔4个、220 kV出线间隔8个、2×60 MW低压电抗器2组；
终期规模包括1 000 MVA主变压器4组、500 kV出线间隔8个、220 kV出线间隔16个、3×60 MW低压电抗器4组、1×60 MW低压电容器4组。500 kV区域采用国内先进的复合式气体绝缘组合电器(Hybrid Gas Insulated Switchgear, 简称HGIS) 设备方案，220 kV区域采用国内先进的气体绝缘全封闭组合电器(Gas Insulated Switchgear, 简称GIS) 设备方案。变电站的平面布置如图1所示。站址涉及一处声源敏感目标，位于变电站东北侧，为一户苗木看护房，1层平顶板房。

图1 变电站本期/远期规模效果

厂界噪声评价范围在厂界外1 m处，环境噪声评价范围在围墙外200 m内。变电站站界执行GB 12348—2008[3]中的2类环境标准要求，即昼间≤60 dB(A)，夜间≤50 dB(A)。运行前新建阜三500 kV变电站站址处昼间噪声测试值为42.5～43.8 dB(A)，夜间噪声测试值为 39.5～40.8 dB(A)，满足声环境GB 3096—2008[4]中的2类标准要求。变电站附近噪声敏感目标处昼间噪声测试值为44.1 dB(A)，夜间噪声测试值为42.7 dB(A)，满足GB 3096—2008[4]中的2类标准要求。

1.2 噪声源特性

变电站内主要声源有主变压器和油浸式低压电抗器，主变压器采用单相自耦式主变。声环境影响预测，一般采用声源的倍频带声功率级、A声功率级或靠近声源某一位置的倍频带声压级、A声级来预测计算距声源不同距离处的声级。该变电站声源均为室外声源，拟采用声功率级来预测计算距声源不同距离处的声级。

采用通用噪声预测软件Cadna/A[5]进行建模分析，研究在围墙上安装隔声屏障来降低噪声的效果。

2.1 源强简化和声源分布效果

根据技术导则[6-7]，可将本工程主变压器简化为垂直于地面的面声源，声源高度4.2 m，声功率级95.5 dB(A) ；
油浸式低压电抗器简化为点声源，声源高度1.9 m，声功率级96.5 dB(A),声源分布效果如图2所示。其中，主变压器本期规模为2号、4号主变，远期规模1～4号主变；
电抗器本期规模为4、5、6、10、11、12号，远期为1～12号。

图2 声源分布效果

主变压器设计尺寸为7.5 m×7.1 m× 4.2 m，油浸式低压电抗器尺寸为6.6 m×4.2 m×3.7 m。主变压器防火墙长12.5 m，高8.2 m；
低压电抗器防火墙长11 m，高5.6 m；
主控楼高4.7 m；
围墙高度2.3 m。变电站围墙外200 m噪声评价范围内涉及1处噪声敏感目标， 即变电站东北侧的苗木看护房。因此，采取厂界噪声达标措施前，面向居民点的东北、东南厂界噪声预测点高度为围墙上方0.5 m处，即预测高度2.8 m，其余两侧厂界噪声预测点以及居民点预测点高度为1.5 m，网格点高度为1.5 m；
采取厂界噪声达标措施后，厂界噪声预测点、居民点预测点及网格点高度均为1.5 m。

2.2 相对位置关系

主要噪声源与厂界、敏感目标之间的相对位置关系如表1所示。

2.3 预测结果

本期规模运行噪声等级线图(降噪前)如图3所示。

在降噪措施实施前，变电站本期规模下，东北侧、西北侧厂界的噪声超过GB 12348—2008[3]中的2类标准要求；

阜三变电站终期规模下，东北侧、东南侧、西北侧厂界噪声不满足GB 12348—2008[3]中的2类标准要求，详见表2。因此，需要采取降噪措施，厂界外超标范围内无居民住宅。

变电站终期规模运行噪声等级线图(降噪前)

表1 主要噪声源与厂界、敏感目标的相对位置关系 m

表2 降噪措施前后厂界点、敏感点噪声对比表 dB(A)

图3 本期规模运行噪声等级线图(降噪前)

如图4所示。在降噪措施实施前，变电站投运后在本期规模、终期规模下，周围噪声敏感目标处的噪声预测值均满足GB 3096—2008[4]中的2类标准要求。

图4 变电站终期规模运行噪声等级线图(降噪前)

3.1 降噪措施

根据分析可知，噪声源和隔声屏障设计对变电站降噪效果影响较大。针对上述影响因素提出以下降噪措施。

(1)提高设备制造水平，降低各设备运行噪声值，500 kV主变压器总声功率级不得高于95.5 dB(A)，油浸式低压电抗器总声功率级不得高于96.5 dB(A)。

(2)加高变电站超标厂界区域围墙及设置隔声屏障，其中：1～2段围墙+隔声屏障总高4.5 m(声屏障2.0 m)，长370 m；
3～4段围墙+隔声屏障总高4.5 m(声屏障2.0 m)，长100 m。声屏障的隔声量≥20 dB(A)。降噪措施平面布置示意图见图5。

图5 变电站降噪措施平面布置示意

3.2 降噪结果

采取降噪措施后，变电站厂界噪声及噪声敏感目标噪声预测结果见表2，本期规模下噪声预测等级线图(降噪后)见图6，远期规模下噪声预测等级线图(降噪后)见图7。

图6 本期规模噪声预测等级线图(降噪后)

图7 远期规模噪声预测等级线图(降噪后)

3.3 可行性评价

将降噪前后变电站厂界、敏感点噪声值分别进行对比可知，采用了加高围墙+声屏障的降噪措施后，厂界、敏感点的噪声值均有所下降，最大降噪达16.2 dB(A)。在降噪后，变电站厂界噪声达标，噪声敏感点处声环境质量达标，即采用加高围墙+声屏障的降噪方法是可行有效的。

采用在声源朝向敏感点一侧厂界围墙安装隔声屏障的治理方式，声屏障平面总长度为468.75 m，围墙上方高度2 m。声屏障具体立面构成见图8。屏障主体结构由下法兰预埋件、钢结构框架及吸隔声模块3部分组成。

图8 声屏障立面

(1)预埋件。预埋件采用250 mm×300 mm×10 mm钢板上焊接4根M20规格长度600 mm的螺栓，螺栓底部折弯成U型，钢板安装平面与柱顶标高相同。

(2)钢框架。屏障立柱采用热轧HW125×125型钢制作，柱脚焊接250 mm×300 mm×20 mm厚钢板法兰(可开条形孔避免安装时与下法兰的错位)，立柱中心跨度可选3 500 mm或1 750 mm。根据当地情况，选择各立柱柱脚和柱顶拉结连梁，以保证结构的稳定性，连梁亦采用型钢制作。所有钢构件表面均进行防腐处理。

(3)吸隔声模块。吸隔声模块采用喷塑工艺制作，屏障整体采用插片式结构，采用螺栓固定。模块采用平面吸声模块，模块性能如下：隔声结构，在125～4 000 Hz频段的1/3倍频程中心频率的隔声量均大于15 dB，计权隔声量大于25 dB(A)；
吸声结构，在100～5 000 Hz频段的1/3倍频程中心频率平均吸声系数均大于0.8。

声屏障实施效果如图9所示。

图9 声屏障效果图

本文利用Cadna/A软件精确并快速计算拟建变电站厂界噪声贡献值，确定拟建项目噪声防治措施，确保了噪声达标。通过采用优化设备选型、主变压器和电抗器侧防火墙设计、围墙上增加隔声屏障等降噪措施可以满足噪声控制要求。在隔声屏障模拟时，通过分析降噪前后本期、远期规模下的变电站噪声预测等级线分布，明确了隔声屏障方案可有效降噪，充分满足厂界和敏感目标的噪声控制标准要求，达到了环保要求。隔声屏障的方案实施可为后续新扩建变电站工程实际应用提供借鉴。

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