紧邻住宅区变电站噪声治理措施研究

紧邻住宅区变电站噪声治理措施研究

  雷 龙 

广州市电力工程设计院有限公司，广东省广州市，510220

【摘要】：半户内型变电站主变器室上方或外墙镂空，主变运行产生的噪声对周边造成影响，引发居民投诉，影响变电站的正常稳定运行。对变电站噪声环境现状进行检测与模拟，经比选采用“砖砌筑+装配式复合隔音板”、加装通风消声百叶及隔声门综合降噪措施，表明噪声治理措施效果良好，具有推广及借鉴意义。

【关键词】：半户内型变电站；噪声治理；装配式复合隔音板

0 引言

变电站主变室上方镂空或主变室外墙侧仅设置框架梁、柱，而未填充墙体的主变安置类型通常称为半户内型变电站，因其主变室具有自然通风散热的优点而被广泛采用。然而随着城市建设的融合发展以及人们对生活、工作环境要求的不断提高，此类型变电站的劣势也越发显现。因主变室上方或外墙镂空，主变运行产生的低频噪声对周边环境造成不良影响，引发居民投诉，影响变电站的正常稳定运行。为了保证变电站的隔音效果，现有技术是将主变室外墙侧镂空处采用实心砖墙砌筑，但在实际应用中发现这种结构对低频噪声隔声效果不佳，不利于后期对主变套管等构件进行吊装维修。

为解决此类变电站噪声扰民问题，开展噪声治理措施研究，经方案比选及降噪效果仿真预测，提出“砖砌筑+装配式复合隔音板[1]”的综合降噪措施，为此类变电站噪声治理提供借鉴。

1 工程概况

220kV凯旋变电站位于广州市白云区南悦西二街，规划4台主变，主变室上方及三边镂空，为半户内型变电站，现状3台240MVA主变压器，2012年投产。

变电站南侧为南悦花苑高层住宅，住宅33层，高100m，2020年建成；变电站北、西侧为工厂。住宅与主变距离约55m，与变电站围墙最近距离约35m。2021年9月，周边居民投诉该站存在噪声并影响日常生活，因此开展变电站噪声治理工作。

2 变电站噪声环境检测及评价标准

2.1 变电站噪声检测范围及布置

根据现场调查，凯旋站主要噪声源来自三台户外运行主变压器及电抗器室风机。现场主要投诉点为南侧居民楼。对噪声检测范围分厂界环境噪声和敏感点噪声两种，检测范围分别取厂界及敏感点位置。环境噪声检测点布置如图3所示。其中#1～#9为厂界噪声测点；#10～#12为主变室通风百叶窗前测点；#13～#15为主变室门前与厂界中间测点；#16～#18为敏感点噪声测点。环境噪声检测范围如表1所示。

图2 环境噪声检测点布置示意图

2.2 变电站噪声评价标准

变电站所在区域属工业、居住混杂，需要维持住宅安静的区域。根据文献[2]，变电站所处声环境功能区分类为2类。厂界及敏感点环境噪声排放限值为：昼间≤60dB（A），夜间≤50dB（A）。

2.3 变电站噪声检测结果

对变电站厂界及敏感点噪声检测如表2所示。现有运行条件下，昼间厂界噪声排放值有5个测点不满足噪声排放标准，夜间厂界及敏感点噪声排放值均不满足噪声排放标准。

3 噪声污染控制设计

3.1 噪声源污染特性分析

对主变室通风百叶前进行声源测试，其中#1、#2主变室通风百叶窗前的测点噪声频率在100Hz、315Hz 和500Hz处出现明显的峰值，呈现明显的电磁噪声特性，表明变压器电磁噪声极易穿透障碍物并形成噪声污染。根据测点#6夜间厂界噪声频谱，厂界噪声在100Hz、200Hz、315Hz处出现明显的噪声峰值，有明显的低频噪声特性，表明主变产生的电磁噪声为变电站主要厂界噪声源。为进一步明确敏感点处的噪声特性，对测点#16处的夜间噪声进行频谱分析，敏感点噪声在315Hz处出现峰值，有明显的低频噪声特性，表明该点受到变电站影响。

3.2 噪声控制方式

对于户外变电站，降噪方案主要从声源控制、噪声传播途径控制两个途径进行考虑。声源控制是噪声控制中最根本、最彻底的途径，主要针对设备内部结构设计进行改进，减小设备振动、改善械设备的动平衡等。噪声传播途径控制是在声源控制受到局限和限制时，主要是在噪声与受声点之间的传播途径上加装吸音、隔音、消音以及阻尼等措施来达到受声点降噪的目的。本项目三台主变均在运行，年限尚未达到退役年限，且该站为城区供电枢纽，无法长时间停电维修与更换。因此本项目采用在传播途径进行噪声控制的方案。

4 工程实施方案

4.1 镂空处降噪方案

结合220kV凯旋站特点，主变上方为镂空，最大跨度为14m，如加设屋盖无论是采用钢结构或混凝土形式，都存在实施周期长、停电协调难、运维难度大，且屋面需增加新的风机，将成为新的噪声来源，违背项目实施的初衷，因此屋面加盖封闭的方案不考虑。综合考虑材料性能、后期运维、使用安全等方面因素，对砖砌筑、外墙镂空全部加装装配式复合隔音板和砖经方案比选，推荐镂空处采用砖砌筑（上层）+装配式复合隔音板（下层）的降噪措施。

4.2 其他降噪措施

原变电站主变室下部设置常规通风防雨百叶，换为折板消声百叶，设计厚度500mm，通透率不低于60%，设计消声量≥20dB（A），考虑运维便利及美观，消声百叶外侧与外墙面平齐；主变室前原防火钢板门更换为防火隔声门，厚度100mm。

4.3 装配式复合隔音板系统技术参数

装配式复合隔音板系统由竖向钢龙骨、水平龙骨、复合降噪板（可拆卸）、龙骨固定抱箍等，采用全螺栓连接，便于后期拆卸维护。竖向钢龙骨采用H型钢，与上、下端砼结构采用抱箍方式连接；水平龙骨采用C槽钢，与竖向钢龙骨的内侧翼缘螺栓连接；复合降噪板采用可拆卸模块，按现场尺寸工厂预加工，现场拼装，板两端与竖向钢龙骨外侧翼缘螺栓连接。采用新型复合隔音板，板材厚度100mm，设置双层不锈钢或镀锌铝板外表层，自外表层向内依次为阻尼层、按特定配比厚度的隔音棉+泡沫铝、防火隔热布。

4.4 降噪效果评估

为验证降噪设计结果，采用噪声预测公式对改造前后的厂界LA、噪声敏感点LA进行预测，改造后所有厂界环境噪声排放值均控制在夜间50dB(A)、昼间60dB(A)，消除了变电站排放到敏感点的扰民声，变电站运行噪声扰民问题得以有效解决。

5 结论

镂空处采用“砖砌筑（高层）+装配式复合隔音板（低层）”模式，充分考虑运维检修需求，充分发挥在高层处轻质砖耐久性、抗压抗侧性能好、免维护，在低层处发挥复合隔音板对低频噪声隔声性能好、便于快速拆卸的优势。对类似半户内型运行中变电站，降噪改造事关国计民生，应综合考虑材料性能、后期运维、使用安全、改造效果、工程造价等各方面因素，经多方案比选选择合适的噪声治理方案，以最小代价换取最优治理效果，构建和谐友好型社会。

参考文献

[1] 周森，雷龙，漆娅琴等.一种装配式隔音结构[P].中国：202221195485.0，2022年8月。