大型运行变电站噪声治理研究

冯仁祥，毛文利，冯政宁

（1.中国电力企业联合会，北京100053；2.国网浙江电力有限公司电力科学研究院，浙江 杭州310014；3.浙江科技学院，浙江 杭州310012）

杭州南部某大型变电站占地面积约6.7 hm2，站内建有500 kV配电装置、大型变压器、35 kV无功装置、220 kV配电装置、主控楼等。一期工程于2004年建成投产，建成后历经多次扩建，目前已经建成3组750 MVa的主变。

根据电网规划，该变电站近期将再扩建1组1 000 MVa的主变（以下简称第4台主变扩建工程）和2组20Ω的500 kV高压串联电抗器（以下简称短路电流控制工程），需要再外扩征地0.787 hm2（11.80亩）。

为了解工程所在区域的环境质量状况，环评单位于2017年6月对该站的厂界及周围环境敏感点进行了声环境现状监测。现状监测结果显示站址四侧厂界噪声昼间监测值在43.5～60.3 dB（A）之间，夜间监测值在46.1～49.2dB（A）之间，除变电站北侧偏西围墙外昼间噪声受站外公路车辆噪声影响略有超标外，其他各侧厂界噪声均满足《工业企业厂界环境噪声排放标准（GB 12348—2008）》2类标准要求（昼间≤60 dB（A）、夜间≤50 dB（A））［1］（以下简称2类标准）。

按照工程建设批建要求，环评单位编制了第4台主变扩建工程和短路电流控制工程的环评报告，分阶段提出了噪声控制方案。由于两个工程工期很接近，因此将两个工程的降噪费用列在短路电流控制工程中，由该工程落实具体措施。

1 噪声模拟及降噪方案

1.1 第4台主变扩建工程噪声模拟

1.1.1 噪声源强取值

根据工程分析，变电站主要噪声源为500 kV主变压器，在预测计算时，体积较大的500 kV变电器采用面声源（不考虑声源的指向性）进行模拟。一期已建3台主变噪声源根据设备资料并利用面声源模型反推，噪声源源强按95 dB（A）计；新增1台主变按照1 m处70 dB（A）要求招标设备，利用面声源模型反推，噪声源源强按92 dB（A）计。

本期新增主变噪声源强未超过国网工作文件《特高压输电工程变电（换流）站可听噪声预测计算及影响评价技术规范》中关于500 kV主变源强的96.5 dB（A）的要求。

1.1.2 预测结果

将站内起到声屏障作用的各建筑物、主变防火墙、围墙等，按照实物尺寸建立模型，采用声场仿真软件Cadna/A进行仿真计算，计算结果见图1。

图1 第4台主变扩建后等声级线图（采取措施前）

根据预测，在第4台主变正常运行后，除变电站北侧（西）厂界噪声贡献值满足2类标准要求，变电站其他三侧厂界噪声贡献值均超2类标准要求。因此，需对变电站采取噪声防护措施，以减小厂界处的噪声排放值。

1.2 短路电流控制工程噪声模拟

1.2.1 噪声源强取值

本期新增2组20Ω的500 kV高压串联电抗器，位于站址南侧围墙外新征场地。新增2组电抗器声源强按照1 m处65 dB（A）要求招标设备，声源高度8.7 m。

1.2.2 预测结果

在第4台主变扩建工程已采取降噪措施的基础上建立噪声计算模型。根据预测，变电站高压串联电抗器建成正常运行后，变电站四侧厂界昼间噪声贡献值均满足2类标准要求。南厂界夜间噪声贡献值超2类标准要求，其余厂界夜间噪声贡献值满足2类标准要求，计算结果见图2。

因此，需对变电站采取噪声防护措施，以减小厂界处的噪声排放值。

1.3 降噪措施

根据第4台主变扩建工程和短路电流控制工程的环评报告，拟采取以下降噪措施：

1）220 kV配电装置西侧围墙增高到4.0 m。

2）220 kV配电装置南侧围墙增高到6.0 m。

3）串联电抗器南侧新建围墙按照7 m高建设。

4）紧邻4组主变的东侧修建5.5 m高的隔声屏障。

5）第4台主变北侧增加8.5 m高的防火墙。

图2 短路电流控制工程等声级线图（采取措施前）

采取以上降噪措施后，厂界噪声满足2类排放标准，计算结果见图3。

图3 采取降噪措施后等声级线图（两个工程）

按照建设管理流程，两个工程的环评报告都经过了相关主管单位批复，降噪措施由工程主体设计单位在工程方案中落实。

2 降噪方案优化

2.1 设计提交施工图降噪方案

两项工程的主体设计单位浙江省电力设计院根据批复的环评报告，提交了施工图方案。主要降噪方案如下：新增主变压器采取了北面增加防火墙，所有变压器东侧做5.5 m高隔声墙，西面及南面采取加高围墙并在围墙上增加隔声屏障的方式降噪，主要降噪措施见图4。

2.2 设计方案存在的问题及优化比较

受国网浙江省电力有限公司委托，2020年6月中国电力企业联合会电力建设技术经济咨询中心对施工图进行了评审，总体认为设计方案可行，但220 kV配电装置西侧围墙（长245 m）的降噪方案不合理，存在以下不足：

图4 设计降噪措施方案（两个工程）

1）因原围墙强度不够，围墙不能直接加高，需拆除原先的围墙及挡土墙后再新建围墙。挡土墙拆除后站内设备支架基础存在滑移的风险。

2）为解决原先围墙拆除后变电站的安全防护，需先在围墙外借地3 m，并修建临时围墙，待变电站新围墙建好后再拆除。方案实施受制于当地政策处理。

3）临时围墙、永久围墙反复拆建，建设工期长，而且拆除过程中产生大量难以处置的建筑垃圾。

针对以上情况，评审单位提出优化方案：在保证220 kV配电装置西侧整体降噪效果不变的前提下，保留西侧围墙，在站内紧贴围墙修建2.0 m高隔声屏障（基础落地布置），方案断面图详见图5。

优化前后两个方案的经济性比较见表1。

表1 经济性比较

通过比较，优化后方案不但具有安全、可靠、施工方便的优点，且投资较原设计方案节省88万元。

浙江是台风高发地区，设计方案中钢筋混凝土框架围墙加隔声屏方案由于隔声屏存在众多的螺栓连接节点，台风时存在被刮落的风险，且声屏障较高，日常巡视和维护难以涉及，因此优化后取消220 kV配电装置南侧、串联电抗器三侧围墙上钢结构声屏障，直接采用钢筋混凝土框架结构围墙到顶方案。优化后的方案具有安全性高、免维护、造价低的优点。

图5 优化后隔声墙

3 结 语

1）主变、电抗器等电气设备选择时应该选择满足国网通用设备要求的低噪音设备。

2）采取降噪处理时，在满足设备通风和日常维护的前提下，隔声墙的位置宜靠近设备布置，增强隔声效果。

3）浙江是台风高发地区，隔声屏存在台风天被刮落的风险，增加了影响变电站安全运行的隐患。隔声墙宜优先采用实体围墙加高的方案，尽可能不用实体围墙上加隔声屏的方案。