居配电站变压器噪声治理

陈晓洁, 杨启明,梁国晓,顾家如,

杨晓伟,府雪元, 庄仲武

(1 .国网苏州供电分公司, 江苏苏州215004 ; 

2 .常州市盈能电气有限公司,江苏常州213164)


      摘 要: 分析居配电站变压器噪声产生的原因,研究相应的治理方法, 并介绍其应用实例。

      关键词: 居配电站; 变压器; 噪声


      0 引言

      由于城市用地规划的需求, 配电房往往安置在城市办公楼或居民楼附近, 甚至直接安置在办公楼或者居住楼的一楼或地下室。而配电房内干式变压器运行带来的环境振动与噪声污染往往给附近的居民带来影响, 给业主的正常生活带来不便, 并不利于健康。本文主要介绍居配电站噪声的治理与控制措施。


      1 变压器的噪声特性

      1 .1 变压器噪声的主要来源

      干式变压器器身振动是由电力变压器本体的振动所引起的, 本体振动的主要来源有:硅钢片的磁致伸缩所引起的铁芯周期性振动; 硅钢片接缝处和叠片之间因漏磁而产生的电磁吸引力所引起的铁芯振动; 绕组中负载电流产生的绕组匝间电动力所引起的振动。其中, 磁致伸缩和绕组匝间电动力所引起的振动是最主要的来源。

      1 .2 噪声频率特性

      由于铁芯磁致伸缩及绕组间电磁力的周期性特点, 变压器噪声频率以电网频率的2 倍为基频, 包含二次以上谐频, 主要集中在100 Hz 及其一系列谐频上, 频谱范围为100 ~ 500 Hz 。干式变压器的噪声属于典型的低频噪声,而且频率单一。频率单一的噪声容易引起居民的不良反应。噪声的频率越低, 低频噪声的波长越长, 距离衰减率低, 不易吸收, 所以噪声治理难度也越大。

       1 .3 噪声传播途径

     (1 )噪声通过空气的传播扩散, 在传播扩散过程中不断衰减, 能量密度不断降低, 传播途径包括门、窗户、百叶窗、风机孔等通道或隔声量较小组件等。

     (2 )噪声通过固体的传播扩散。噪声在梁柱及楼板结构中传播扩散, 能量密度也有所降低, 但不大, 因此会传得很远。在受影响的房间内, 由于噪音是从楼板、墙体等建筑结构向房间辐射的, 因此即使关闭门窗也不会使房间噪音降低。现在有较多居配电站布置于居民楼的地下室或一楼, 特别是位于地下室的居配电站, 没有窗户, 大门上也无百叶窗, 采用空调降温。从现场的查看测量情况来看, 在配电房外1m 的厂界噪声虽然在标准内, 但在居民家中的有明显的低频噪音, 体现为较明显的嗡嗡声, 虽然测量下来的声级不高, 但是由于频率低, 频率单一, 穿透力强, 对居民的正常生活与休息有很大的影响。

       1 .4 噪声对人的影响

     (1 )影响听力, 人耳在噪声环境中暴露的时间越长,听力的损伤程度越大。

     (2 )影响学习工作, 干扰睡眠, 不易集中精力。

     (3 )影响心血管功能和内分泌系统, 主要表现在心跳过快、心律不齐、血压过高等。

     (4 )危害中枢神经系统, 会出现头痛、耳痛多梦、记忆力减退、全身乏力等症状。

     (5 )影响儿童的智力发展, 对胎儿成长也有影响。


      2 居配电站噪声治理方法

      2 .1 噪声源控制

      噪声源控制指降低变压器本体噪音, 通过新设计、新结构、新材料、新工艺等措施, 提高变压器的设计制造质量水平, 将变压器的噪声与振动控制在所允许的范围内的方法。

      2 .2 噪声传播途径控制

      噪声源控制意味着需要更换新变压器, 经济性不佳。另外, 在新变压器投运初期, 入住居民较少, 负荷较小,周围居民一般无投诉, 随着运行时间的延长、负荷的增加、变压器的老化, 变压器的运行噪音也会逐步增加。目前的技术水平与经济成本方面考虑, 在噪声传播途径方面进行控制, 比较切实可行。噪声传播途径控制主要有以下几种方式。

      2 .2 .1 配电房的吸声处理

      配电房的吸声处理是指在配电房内的墙面上安装一定面积的吸声结构,以减小墙面对噪声的反射强度,降低配电房内的混响噪声和总噪声级; 增大噪声向外传播过程中的距离衰减量,降低噪声向外传播的强度; 阻止变压器的空气声无阻挡地传递到墙壁, 形成二次结构声。

      在进行吸声处理时, 需要注意:吸声频率特性问题,最佳是根据现场测量频谱图, 有针对性地进行吸声结构的设计与安装; 吸声结构材料的选择, 需要选择防潮、阻燃、防腐、不吸潮等性能良好的材料, 以免长时间运行后吸声性能下降。

      2 .2 .2 配电房门窗的隔声及消声

      居配电站现行安装的门窗都是普通门窗, 或者普通的防火门, 门下方还有常规百叶窗, 隔声量都较小, 都需要做隔声降噪处理。门可按照隔声门的要求进行改造, 门内部用隔声材料进行填充与加厚, 门的两侧选用隔声量加大的不锈钢板作为面板, 防腐性好, 也有一定的装饰性。于门缝也需要做隔声处理, 对于固定门缝, 可以选用隔声密封胶进行填充, 正反2 面都进行填充, 对于活动门与门框之间门缝, 可以用柔性的带空腔密封条进行粘贴安装处理。通过以上处理, 隔声量一般可以达到10 dB 。

      2 .2 .3 配电房通风系统的改造与消声处理

      一般常用的T35-11 轴流风机常规转速为1350 r/min , 运行转速高, 噪音大, 也是一个较大的噪音源。用NDF 系列低噪音风机, 并且在风机外侧安装消音管道, 管道内部粘贴消音材料, 可以有效降低风机噪音5 ~15 dB 。管道口安装不锈钢丝网, 可以防小动物进入居配电站。

      2 .2 .4 干式变压器的隔振处理

     (1 )变压器噪音通过底部基础向大楼的屋架结构传播。常规的变压器安装, 是将变压器直接安放于地面基础上, 变压器与地面为刚性接触。针对这种情况, 目前常用的减振措施有:

      ① 金属螺旋弹簧减震器。优点:有较低的固有频率(5Hz 以下)和较大的静态压缩量(2 cm 以上) , 能承受较大的负荷而且弹性稳定, 耐腐蚀, 耐老化, 经久耐用, 在低频可以保持较好的减振性能。缺点:阻尼系数很小(0 .01 ~0 .005 ) , 在共振区有较高的传递率, 使设备产生摇摆; 隔绝固体传导噪声性能差; 由于阻尼比低, 在高频区隔振效果差, 使用时往往要在弹簧与基础之间加橡胶、毛毡等内阻较大垫子, 以及内插杆和弹簧等稳定装置。

      ② 橡胶减震器。优点:具有一定的阻尼, 在共振点附近有较好的减振效果, 并且可以在垂直、水平、旋转方向上隔振, 刚度具有较宽的范围可供选择。缺点:易老化,耐油性差, 寿命短(一般5 ~ 10 年) 。

      ③ 其他减震器, 如空气弹簧。优点:隔振效率高, 固有频率低(通常在1 Hz 以下) , 而且具有黏性阻尼, 因此