换流站噪声控制与综合治理探讨
相对于交流变电站，高压直流换流站的噪音源更多，声功率级更大。在我国已建成的±500 kV直流换流站工程中，各种设备产生的噪声导致站址附近区域的噪声水平提高，有的已经对周围居民生活造成了不良影响。为了创建和谐社会、建设平安工程、树立环境友好型企业形象，电力部门对高压直流换流站的噪声问题十分重视，积极采取合理措施消除不良影响。
1.换流站噪声源分析
换流站设备噪声源主要为换流变压器的噪声，其次为平波电抗器和交流滤波器场里的电抗器和电容器噪声。
1.1换流变压器噪声
换流变压器的噪声有：铁芯硅钢片的磁滞伸缩振动噪声；线圈导线或线圈间电磁力产生的噪声；换流变压器冷却风扇等产生的噪声。主要噪声是电磁噪声，由于其特殊的结构，电磁噪声基频一般为100 Hz，低频噪声因波长较长，有很强的绕射和透射能力，在空气中随距离衰减较慢，对周围环境影响较大。
1.2电抗器噪声
平波电抗器和滤波电抗器是换流站中产生噪声较大的设备。交、直流滤波器场中的电抗器一般采用干式空芯电抗器；工程中平波电抗器以往采用油浸式较多，其线圈振动产生的噪声是电抗器的主要噪声。
平波电抗器的噪声频谱特征为宽频噪声，其中低频噪声成分稍强，而高频成分稍弱。两侧的防火墙阻挡了设备后部的高频噪声辐射，因此设备向外部的噪声辐射表现为以中低频为主的噪声频谱。
1.3电容器噪声
电容器是由于电场的作用，内部元件产生振动而产生的噪声。一般来讲噪声频率为电源频率的2倍。
噪声污染是世界性四大环境公害之一，随着高电压大容量直流输电工程的不断增加，换流站噪声对周边环境的影响不断显现出来，噪声控制的措施和方案也在不断地探索和总结之中。应该认识到目前的任何一种降噪方式在技术上都有一定的局限性，噪声治理工程应根据工程实际，将其作为整个工程项目的一个重要的部分，在工程前期即开展研究和方案设计。需对降噪措施进行技术和经济论证，在多方案比选之后采用最佳降噪方案。
2.降低声源，控制传播途径
根据噪声的特性可知，要控制噪声及其污染，必须从3方面考虑：(1)在声源处抑制噪声，使噪音源发出的噪声降到可以接受的水平；(2)控制传播途径，通过隔声、吸声、消声、阻尼减振等措施，增加噪声在传播途径中的能量损失；(3)接受者的听力保护，使强烈的噪声传不进耳内。现实生活中很难做到第3点，控制噪声一般只考虑前2个措施，而第1点是根本，须优先采用。
2.1换流站站址及设备布置优化
在进行换流站站址选择、站内电气总平面布置及线路进出线走向时，结合站址周围地形地貌及构筑物、河道、村庄的分布实况，合理考虑交流滤波器场地及换流变压器、平波电抗器和直流场等主要噪声设备位置，尽量减小对周围环境的影响。
2.2换流变压器噪声的治理方案
方案1，降低换流变压器噪声水平，从制造角度的措施有：采用现代型芯材料、低磁通量运行、现代型芯披缝、避免临界机械共振、在油罐和装置里提供机械阻尼、利用先进的线圈设计来减小阻抗公差、减小制造误差、采用低噪音风扇等。根据制造厂反馈的信息，降低换流变压器噪声水平从制造角度看代价较高，而且几乎不可能大幅度降低噪声水平，如10dB(A)以上。
方案2，在换流变压器前部设置可移动组装式通风降噪装置，装置上部加装面向声源带有一定角度的挑檐吸声隔声屏障，屏障顶部对地高度8～9 m，下部为消声通风通道。在两侧防火墙顶部设置吸声隔声遮板，遮板的位置及宽度按设备的安全运行距离和通风散热要求确定。在两侧防火墙上、阀厅厂房墙上安装复合式吸声体。这个方案可形象地比拟为一个井，换流变压器放在井中，声音只能从顶部传出。该方案可有效降低噪声量10～20 dB(A)。
方案3，采用Box-in设计，利用阀厅厂房和防火墙，在换流变压器前部、顶部设置吸声隔声屏障，将换流变压器完全密闭在屏障里面。这个方案可形象地比拟为一个盒子，换流变压器放在盒子里面，声音传播受到吸声隔声屏障的很大阻碍。该方案可有效降低噪声量30dB(A)以上。
换流站通过采取降噪措施后，在大负荷试验期间的噪声测量结果表明，换流变压器采用Box-in噪声治理措施后换流变压器的降噪隔声量在16～22dB，这表明换流变压器降噪装置的降噪效果明显。换流站满足II类昼间的噪声标准，夜间除个别点外基本达到噪声标准。
2.3 选用低噪声设备结构型式
(1)对交流滤波器组中的电容器组，采用双塔结构布置，将原设计方案中12 m高的电容器单塔降到8m以下，以降低声源的高度，有效地减小了噪声的传播范围；同时将所有电容器与支撑角钢连接处都加装了减振胶垫，进一步减少电容器噪声水平。
(2)对于交流滤波器组中的电抗器，由于冷却时要求空气能够自由流通，很难完全封闭，并且电抗器辐射的噪声主要是以中低频为主，频率范围为 600～1200Hz。在设备选择时，选用低噪声的电抗器，在电抗器周围加共振腔式半封闭圆柱状隔声罩，隔声罩上、下部局部敞开，以便空气能够自由流通，将噪声降低5～10dB(A)。
从满足环保要求和建设和谐电网的需要出发，直流换流站噪声必须治理；从已经完成的几个工程治理看，通过采取种种措施达到有效治理目的是可以实现的。为保证环保验收顺利通过和不为今后运行留下隐患，噪声治理方案要高度关注敏感点达标要求。治理噪声应首选低噪声设备方案(如低噪声电抗器、电容器、风机等)，在降低设备本体噪声确有困难或代价过大时(如换流变压器、平波电抗器等)，再采用隔声屏障等方案补充。
参考文献：
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