2.4 治理方案
噪聲污染構成包括噪聲源、傳播途徑和接受者三個要素。只有這三個要素同時存在,才構成噪聲對環(huán)境的污染和對人的危害。因此,在任何一個要素方面采取切實有效的措施,都能取得實際效果。變電站噪聲治理主要從噪聲源和傳播途徑兩方面進行。降低變壓器本身的噪聲(噪聲源)是最有效、最徹底的主動控制,但難度很大;所以現(xiàn)在的研究大都是被動控制,既在聲源的傳播途徑上采取隔聲、吸聲、消聲、隔振等技術降低變電站噪聲對周圍環(huán)境的影響。
對噪聲源的控制可以考慮以下方面:
根據監(jiān)測結果,即使是同一電壓、功率等級的變壓器在運行中的噪聲水平相差近10個分貝。所以應選擇同一型號的低噪聲水平的廠家的變壓器。因為硅鋼片的磁致伸縮受到許多因素的影響。鐵心片加工和裝配工藝方法的不同,導致同一規(guī)格的硅鋼片制造的水平會有較大的差異。所以,對于不同廠家的變壓器噪聲水平應加強了解,加強監(jiān)督變壓器的制作過程和材料選擇,為新變電站的設計和老變電站的改造提供技術依據。另外可以采用降低冷卻裝置及風機的噪聲手段。冷卻裝置噪聲大小不一,引起的變壓器噪聲的變化不等。一般相差在3-10分貝左右。所以冷卻器的選擇在滿足設計要求時應充分考慮噪聲指標。應盡可能采用噪聲水平相對交底的自冷式散熱器替代風冷散熱器或強迫油循環(huán)風冷卻器。若配有風機時,應盡量選擇低噪音風機,且應在風機的出入口處安裝消音器。
針對檢測結果和變電站的布局,下面重點介紹兩種比較有效治理方法:
對于廠界稍微大一點的露天變電站的噪聲治理,可以采用隔聲屏技術。根據周圍監(jiān)測的環(huán)境噪聲水平和敏感點的分布情況,采用相應形式的隔聲屏,全封閉,半封閉、某一角度隔離等。然后檢測噪聲特性、水平和敏感點位置以及需要散發(fā)的熱量來計算隔聲屏的形式、高度、長度、厚度、結構和材質。隔聲屏通常能有效降低噪聲水平為10-15分貝,較適用于中高頻的噪聲治理。也就是說如果噪聲的貢獻主要來自于冷卻裝置及風機等,此方法比較有效,成本中等。
但由于城區(qū)內變電站距離周圍居民住宅較近,尤其是居民區(qū)的中小變電站的廠界基本都比較小,最小的接近1米。加之變壓器發(fā)出的低頻噪聲衰減的慢,采用隔聲治理效果相對較差,環(huán)境噪聲水平很難達到一、二類地區(qū)的《天津市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》的要求,夜間標準45-50分貝。所以對變壓器的外部消聲措施也是必不可少的。據了解目前還沒有對低頻噪聲有高吸聲系數(shù)的材料,所以吸聲的降噪效果很有限。針對一、二類地區(qū)的廠界區(qū)域較小的噪聲不合格的變電站,建議應用一種新方法,有源噪聲控制系統(tǒng)。
有源噪聲控制技術適用于頻率低且頻譜簡單的噪聲的治理。有源降噪技術以其體積小、成本低、 的有效低頻降噪效果等優(yōu)點越來越多地引起人們的注意。有源噪聲控制系統(tǒng)的工作原理基于聲場的線形疊加原理:頻率相同、同向傳播的兩列聲波會在空間中產生相加或相消的干涉現(xiàn)象。當振幅相等時,對于初級聲源而言,就可以在一定的空間區(qū)域得到很大的聲衰減。由于相位的補償在低頻時有較高的精度,所以該方法對降低低頻噪聲聲強是比較有效的。 有源噪聲控制系統(tǒng)如圖 1所示:依據聲音的傳播原理,實時檢測聲波參數(shù),并將這些參數(shù)傳遞給分析處理控制器,再由控制器控制按聲場布置的次級聲源(揚聲器)發(fā)出波長(或頻率)和能量與噪聲源(變壓器)的波長相同、相位相反(相差180度)的聲波來抵消初級聲波來達到降低噪聲的目的。
有源噪聲控制系統(tǒng)由誤差信號調節(jié)器、傳感器和電子控制裝置三部分組成,如圖1所示??刂破魍ㄟ^專門設計的聲音和振動調節(jié)器產生數(shù)字信號。麥克風(誤差信號調節(jié)器)位于揚聲器的前方,其發(fā)出的信號em為為變壓器傳播的噪聲水平及揚聲器通過控制器信號發(fā)出的反相位的聲波共同作用的結果信號。為抵消此信號em,控制器根據em值發(fā)出相應的信號um給揚聲器.當控制效果理想時,em為零, 目的是盡可能達到有效降低下游的噪聲水平。
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總起來說,噪聲控制的衰減水平取決于干擾的聲波頻率、揚聲器的布置方位、密度以及距離變壓器的距離。該系統(tǒng)具有優(yōu)良的低頻屏蔽性能,在120 Hz下可降噪15~30dB,250 Hz下可降噪10~15dB,400~480Hz下可降噪6~8dB。控制系統(tǒng)的安裝個數(shù)取決于是否全方位的還是某些敏感點的噪聲治理。針對處于居民區(qū)的中小型變電站,可以考慮在某一敏感點(離居民樓最近的方向),安裝控制器,進行噪聲治理,成本相對經濟。該系統(tǒng)已經成功的應用于國外的大型變壓器上,有源噪聲控制系統(tǒng)安裝如下圖2。
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3.?結束語
變電站的噪聲治理應根據噪聲特性、變電站類型及其所處位置、噪聲水平、周圍敏感點等具體情況,采用不同的治理技術。要從聲源和傳播途徑等多個方面進行考慮,結合實際情況進行。通過此次變電站環(huán)境噪聲水平的監(jiān)督監(jiān)測,掌握了大量有效數(shù)據,對于以后新建變電站在規(guī)劃選址、設備選型和布局等各個階段設計提供技術依據。在解決大部分市區(qū)內的小廠界的變電站的噪聲問題可以重點考慮隔聲技術和有源噪聲控制法。下一步可以重點拿一個典型站進行具體治理,跟蹤監(jiān)測。根據治理效果進行總結推廣。
參考文獻
⑴GB 3096—93.城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準.
⑵GB 12348~90.工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準.
⑶關宏,王庭拂,等.10KV和35KV變配電站的噪聲影響和治理.噪聲與振動控制,2002,5:38-43.
⑷陳秋,李振海.變電站噪聲防治與方案研究.電力環(huán)境保護2006,22(3),46-51.
⑸虞興邦,姜在秀,韓海.變壓器的噪聲機器降低.噪聲與振動控制,2001,10:35-38.
⑹P. Micheau, E. Leboucher, A. Berry.Implementation of decentralized active control of power transformer noise. 1er Forum Européen sur les matériaux et dispositifs insonorisants, CETIM, Senlis, juillet 2001.
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