李思思

（深圳供电规划设计院有限公司，广东 深圳 518000）

1 工程概况

220 kV星海变电站位于深圳市前海深港现代服务业合作区管理局辖区，站内主要建筑为一栋长方形框架结构配电装置楼，地上三层地下二层，地下底板标高为-9.00 m，电抗器设于配电装置楼-5.00 m层内，综合考虑设备走线布置及地下结构防水等要求，电抗器基础落在配电装置楼内，不单独设置[1]。

电抗器等设备的振动往往会引起建筑物的框架结构、楼板产生谐振，导致结构受损。为了降低电抗器振动对楼板及建筑物的影响，有必要采取有效的隔振措施[2-3]。

2 电抗器隔振的必要性

按照已有相关研究和地下变电站功能区的划分原则，同时参考GB/T 50087—2013《工业企业噪声控制设计规范》以及GBZ1—2010《工业企业设计卫生标准》，表1列出了适用于户内及地下变电站的振动与噪声的评价准则[4-5]。

由表1可知，电抗器需要采取减振或隔振措施。

表1 户内及地下变电站各功能区噪声限值

3 电抗器振动分析

220 KV星海变电站工程拟在-5.0 m层一字型布置12台21 kV干式电抗器。额定容量为10 000 kVar，额定电压为21 kV，额定电流为275 A，额定电抗器为75 Ω。单台电抗器重20 t，电抗器外形尺寸：长3 895 mm，宽1 600 mm，高2 995 mm。设备振动的基频为100 Hz。

为了降低电抗器振动对楼板及建筑物的影响，有必要采取有效的隔振措施。电抗器隔振技术是在电抗器的底部或基础底部设置隔振层，通过调整隔振层的刚度和阻尼参数，减少电抗器本体的振动向安装基础、地基及周边结构的传递。

为了工程上的简便计算[6]，人们常采用集中质量方法建立设备隔振的分析模型，一般的简化处理方法是忽略基座的影响。由于地基是半无穷大空间，直接将其简化为刚性连接，如图1所示。

假设设备的激振力为F，系统传递到地面上的力为Ft，通过对分析模型运动方程的求解，可以得到Ft与F的关系：

其中，T定义为隔振率。进一步分析可以得到隔振率T与阻尼比ξ和频率比λ之间的关系曲线，如图2所示。

图1 隔振系统简化分析模型

图2 隔振系数随阻尼和频率比的变化曲线

阻尼比的减振效果主要集中在非隔振区，在隔振区隔振率往往随阻尼比的增大而变小。因此，一般取阻尼比ξ为5%～20%。

按照电抗器的基频f=100 Hz，可求得fn=16.7 Hz，根据混凝土基础的设计质量、电抗器的质量可求得隔振层的总刚度ΣK。

4 电抗器隔振设计方案

根据电抗器的布置方式[7]，设计方案隔振支座布置如图3所示。每台电抗器布置8组隔振支座，隔振支座的刚度，阻尼比ξ取15%。

隔振支座基于楼层梁上，电抗器振动传递路径明确，受力清晰，考虑美观要求电抗器基础适当下沉，将隔振支座基于梁挑耳上。

基础底部考虑隔振支座日后的运行检修、更换等因素，不能封口，必须预留检修空间。

为了防止漏水、漏油或其他杂物掉入隔振连梁或楼下，可在混凝土基础与楼板之间填塞发胀泡沫或者铺设警示塑胶，既起到警示作用也起到密闭作用。

5 隔振影响分析

表2为户内及地下变电站各功能区噪声限值。

由表2可知，电抗器采取隔震措施后满足规程限值要求。

图3 电抗器隔振设计布置示意图

表2 户内及地下变电站各功能区噪声限值

6 结 论

通过采取隔振设计，户内变电站电抗器对主体结构框架梁、板振动影响大幅减少，隔振效率不低于90%，满足规范限制要求。