文_苏喆靖 黄薇 北京中环格亿技术咨询有限公司

随着城市化进程的发展，不断有大大小小的变电站建成，越来越接近居民区和人口密集区域，甚至有变电站已经被居民小区所包围。电力建设不但和每个人的生活已经息息相关，同时也给居民带来了许多不可避免的问题，变电站建设带来的噪声扰民就是其中最严重的一项。在夏季用电高峰期，变电站的负荷率非常高，由此带来的噪声也很大，引起了越来越多的纠纷，举报事件也不断增多。所以，研究变电站的噪声起源，分析噪声原因并寻找降低噪声的办法，对以后变电站新建和改建有着非常重要的意义。

1 变电站概述

变电站，就是改变电压的场所，为实现把发电厂的电能输送到远处，先要把电压进行升压处理，把普通电压转化为高压，输送到用户处再按照需求进行降压。变电站在电力整个系统中主要发挥以下作用：电能的接受及分配、电压的变换、电力流向的控制、电压的调整等作用，它主要是通过变压器将各级电网联系起来。此外，电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用仪表、互感器、防雷保护装置、继电保护装置和调度通信所使用的装置等也是变电站的重要组成部分，同时还要配备一系列补偿设备。

2 变电站噪声的来源

变电站的噪声源头其实主要来自本体噪声和辅助设备两部分。

2.1 本体的噪声

变电站本体的噪声主要来源是变压器在运行时所产生的电磁噪声，电磁噪声远高于母线引起的电晕噪声。有些变电站冷却机所产生的气流噪声以及机械噪声也是一部分噪声来源。机械噪声有来自变压器运行时所产生的电磁噪声，铁芯随着励磁电流振动下所发出的噪声，负载电流所产生的漏磁。引起绕组、油箱壁的振动，铁芯硅钢片的磁致伸缩现象也是产生变压器工作噪声的主要因素。所产生的噪声叠加混合后以声波的方式向周围环境传播。

2.2 辅助设备的噪声

辅助设备的噪声主要来自冷却风扇和油泵运行时的噪声，以及连接部位运转时不断振动造成的噪声，变压器本体在振动的时候也有可能通过变压器上的油管、接头及其它装配零件引起震动并传递给冷却器，因此加剧其振动的剧烈程度产生噪声。油泵在运行时会产生振动不断地辐射噪声，在外界环境气温较高的时候，为了对设备进行冷却降温，冷却风扇也会产生振动噪声和辐射噪声。

3 变电站噪声的特点

（1）变压器的噪声属于中低频噪声，变压器的风冷机械噪声属于中高频噪声。变压器所产生的噪声本身具有不稳定性，当其自身处于空载或运行功率相对较低的时候，所产生的噪声影响程度就相对低些，当风冷机满负荷运行的时候噪声级水平就相对较高。噪声的频率越低，对于噪声治理来说治理难度也就相对越大，由于低频噪声相对中高频率噪声的波长更长，而且随距离变远衰减率越低，因此不容易被吸收和治理。

（2）噪声具有与噪声源同步产生，同步停止的特点。噪声污染对周围的局部范围有影响，随距离的变远而变弱。因此降低噪声污染，首先考虑的方法是降低声源所发出的噪声，然后在噪声到达人的耳膜之前，采取各种各样消声、隔声、阻尼等方法，尽可能的降低声源的振动噪音。或者将传播中的噪音有效阻挡和吸收，达到允许的范围，以减弱对周围人员的生产生活带来影响。

4 变电站噪声频谱分析

(1)表1分别对变电站的5台变压器进行频谱分析的测量数据。

表1 变电站噪声实测频谱数据分析

从表1可以看出，变压器噪声由变压器本体噪音和冷却装置噪音等多种声源叠加组成，噪声组成频率多样化，噪声频率在250～500Hz范围内。因此，当选用隔声材料的时候，应该采用吸收低频噪声作用较强的吸音材料，特别是要针对500Hz频率噪声的吸音隔音的材料。

(2)辅助设备引起的噪声主要来自于冷却风机风扇，为了研究冷却风机风扇对噪声的影响程度，选择了D1、D2两家35kV的变电站进行了冷却风扇噪声影响测试试验，结果如表2。由表2可见，冷却风机风扇对噪声的作用还是比较大的。

表2 冷却风扇和噪声的关系dB( A)

5 变电站所产生的噪声对周围环境的影响

变电站发出的噪声首先会对变电站内的工作人员造成多各种危害，最直接的是对听觉的伤害，会干扰工作人员听取声音信息，同时也对工作人员的休息和睡眠造成干扰，导致人员的疲劳、烦躁、恶心，甚至情绪失控，并进一步对人体的生理和心理造成难以评估的影响。当人长时间处在100dB左右的噪声环境中，会感到刺耳难受，甚至会造成暂时性耳聋和耳鸣眩晕等症状。人在90db左右的环境中，发生耳聋的几率会比常人大大增高。如果人处在70dB左右的环境中，人员之间说话交流会受到明显影响。因此，现在很多国家已经对环境噪声污染制定了具体的范围标准。我国也有了相应的噪声污染标准，以国标中提出的二类昼夜标准为例，6：00～22：00噪声范围不得高于60dB。在电力工程设计过程中也提出了距离运行中的电器2m时不得超出此噪音水平。由于噪声危害的客观性，在变电站内，特别要重视噪音对变电站内的工作人员和对周边居民带来的影响，同时要采用各种治理办法和措施进行有效治理。

6 变电站噪声的降噪措施

变电站引起的噪声以声波的形式均匀向四周传播出去，声波使变电站噪声到达厂界排放的标准，具有一般波传播的一致特点，即有折射、反射、衍射、干扰、叠加、共振等特点。在变电站内各种障碍物较多的情况下，噪声传播过程中碰到障碍物时，会绕过障碍物继续传播。因此，一般的运用隔音墙的办法只能降低一部分噪声，对于明显的根治噪音不是有效的方法，通过查阅现有资料，将已经成熟的降噪措施整理如下。

（1）给变压器进行封闭或半封闭处理。变压器噪声治理的关键环节是对降低本体噪声的治理，把变压器本体置于封闭的吸音房内，不但可以吸收部分噪声，而且可以基本切断噪声的传播途径，降噪的效果特别好。

（2）由于变电站噪声特性特殊，变电站的结构以及所处位置及环境各异，所以噪声水平也会各异。同时由于周围的噪音敏感点不同，所采用的治理技术也应该有所区别。不但要从声源和传播途径多方面同时治理，在实践治理工程时还需要根据具体情况进行合理的计算，通过计算数据进行合理的选材，以明确结构尺寸、通风散热量、噪声消减量等。

（3）采用低噪声的变压器产品。目前变压器制造厂家也意识到这个问题，对传统变压器进行降噪优化，以满足用户对噪声的技术需要，不断应用有效的办法来降低变压器工作时产生的噪声。例如改变原来的降低磁密、改进铁芯结构。改进油箱结构，运用低噪声的冷却风机装置等有效措施。

（4）在建设露天变电站时,采用一些半封闭和封闭措施，增加隔声屏，采用油浸自冷的方式进行冷却，从而有效避免风机以及循环泵可能会产生的噪声。因变电站通常所产生的噪声多为低频，宜选择吸收低频噪声作用强的吸音材料以降低噪音。为了把主变底部刚性连接变为有缓冲垫料的连接，给主变底部增设减振橡胶垫，减少固定振动，可明显降低噪声。

（5）内墙贴泡沫玻璃吸声砖。吸声材料可选离心玻璃棉或岩棉, 离心玻璃棉或岩棉的传热系数很小, 同时也是一种非常好的保温的材料。

7 结语

针对变电站造成的噪声治理应当根据具体的噪声特性、变电站所属种类、噪声污染水平、所处建设的位置、与居民区的距离和周边噪音敏感点等实际情况，采用对应的治理措施。不仅要从声源也要从传播途径多方面进行详细的考虑，结合实际情况进行。通过对变电站噪声研究，对于新建变电站从设备选型、规划选址和设备布局等不同阶段设计提供了技术和经验依据。