声强法测定高抗声场特性数据分析

时间：2022-03-18 23:52:35

关键字：输变电工程声强法噪声防治

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[导读]摘要:在变电站运行过程中,噪声污染会引起众多问题。针对输变电工程噪声方面的探索发现,并联电抗器由于通常布设在临近站区围墙处,是造成厂界和敏感点噪声超标的重要原因。为了找到精确的数据和合适的解决方案,采用了声强法测定高抗声场特性数据的方案,在全面掌握变电站噪声特性的情况下,通过在多个变电站内进行大量测试,对数据进行整理分析,获得了准确的声源参数,对于500kV变电站噪声环境影响预测及评价具有重要意义,为下一步解决噪声问题打下了坚实基础。

引言

随着电力工程的发展和城市区域的扩大,500kV变电站四周不再是郊区和农村,变电站环境噪声对居民的干扰问题日渐突出。鉴于我国对环境保护要求越来越严格,变电站的噪声控制已经成为设计阶段的重要考虑因素,运用噪声预测软件对变电站环境噪声影响进行预测已成为电网环境保护领域的重要手段,变电站中声源设备众多,包括变压器、高压并联电抗器(以下简称高抗）、低压电抗器、低压电容器等,针对变电站主要声源的监测都有相应规范。其中,高抗作为最主要的噪声源,其噪声特性一直受到广泛关注,研究者也不断探索其噪声监测方法。

1现场测试方法

1.1样本的获取

本次现场测试主要对象以500kV变电站的高抗为研究对象,以5组变电站高抗器为例,其参数如表1所示。

表1高抗参数

高抗编号	生产厂家	额定容量/kVar	额定电压/kV	额定电流/A	冷却方式	投运时间	出厂噪声水平/dB(A）	总重/t
1	西电	40000	550/√3	126	0NAN	2004_06_28	71	59
2	西电	50000	550/√3	157	0NAN	2009_07_10	71	72
3	西电	40000	550/√3	126	0NAN	2003_12_21	≤70	59
4	西电	40000	550/√3	126	0NAN	2006_09_03	71	59
5	西电	40000	550/√3	126	0NAN	2007_12_01	71	59

1.2声强测试方法

1.2.1测试准备

对于变压器、电抗器等设备声功率级的测量,采用《电力变压器第10部分:声级测定》(GBT1094.10—2003）中的声压法和声强法同时进行测试。测试过程中应尽量减少其他背景噪声的干扰,在无法关闭其他声源的情况下,背景噪声应尽可能保持恒定。在某测点测试过程中如遇较为明显的暂态噪声干扰时(如动物鸣叫、车辆经过等）,应暂停并重新对该测点进行测试。通过对比声压法和声强法(表2）,经过综合考虑,本次测试采用的是声强法。

1.2.2测试仪器

噪声分析仪:Brüel&KjærHand_heldAnalyzerType2250(丹麦）:

声强探头:Brüel&KjærsoundIntensityMicrophonePairType4197(丹麦）:

声校准器:Brüel&KjærsoundCalibratorType4231(丹麦）。

表2声强法与声压法测试条件对比

测试方法	试验环境
声压法	试验环境应是一个在一反射面之上的近似的自由场。理想的试验环境应是使测量表面位于一个基本不受邻近物体或该环境边界反射干扰的声场内。因此,反射物体(支撑面除外）应尽可能远离试品。
声强法	试验环境应是一个在一反射面之上的近似的自由场。理想的试验环境应是使测量表面位于一个基本不受邻近物体或该环境边界反射干扰的声场内。因此,反射物体(支撑面除外）应尽可能远离试品。但是,使用声强法允许在距试品规定轮廓线至少1.2m处有两面反射墙壁,此时仍能进行准确测量。如果有三面反射墙壁,它们距试品规定轮廓线的距离至少为1.8m。

1.2.3现场测试条件

(1）反射面。声强法测试允许在距试品轮廓线至少为1.2m处有两面反射墙壁,由于声强法测试条件要求规定轮廓线与反射面的距离大于1.3m,而基本轮廓线与规定轮廓线的距离为0.3m,故设定满足声强法测试条件的基本轮廓线与设备距离为1.6m。现场测试的37组高抗基本两侧都有防火墙,超过一半高抗满足声强法测试声功率级的条件。

(2）规定轮廓线。采用《电力变压器第10部分:声级测定》(GBT1094.10—2003）中对基准轮廓线和规定轮廓线的要求,基准轮廓线为高抗散热片外边缘连接后的外包线:由于现场测试气温较低,高抗风冷都未开启,在风冷却设备(如果有）停止运行条件下进行声级测量时,规定的轮廓线应距基准发射面0.3m,故规定轮廓线距离基准轮廓线0.3m,测试的油箱高度大于2.5m,有两个轮廓线,分别位于油箱高度的1/3和2/3处水平面上。本次测试的高抗高度基本在2.9～3.5m,两条规定轮廓线的高度为1m和2m。

(3）现场测试布点。现场测试37组高抗规定轮廓线的长度为22～26m,测试探头位于两个规定轮廓线上,布点间的间距为0.9～1m,37组高抗单相高抗的两组规定轮廓线的测点数为40～52个。

2现场测试分析

2.1高抗运行条件

高抗主要运行条件包括运行电压、运行电流、有功功率、无功功率、高抗油温等。针对高抗器进行分项测试,绘制相应的有功功率和无功功率数据图,如图1所示。

图1运行有功功率、无功功率数据图

高抗的运行电压较为稳定,在307kV左右,与设备的额定电压相差不大:运行电流也与额定电流相差不大,可以看出在带电运行状态下,高抗基本在出厂条件下运行,设备运行状况较为稳定:设备的有功功率较小,可以不作为与声功率级相关的参数:高抗的额定功率有40000kVar、50000kVar、60000kVar,而对应的无功功率为110MVar左右、140MVar左右和168MVar左右。

2.2数据分析

从运行条件来看,各组高抗的运行电压变化不大,高抗的运行电流和有功功率与设备的额定容量成正比。现依据设备的额定容量将高抗分为3种类型,将3种类型高抗的声功率级进行比较,如图2所示。

图2声功率级

从图2可以看出,不同类别的高抗对应的声功率级与高抗的额定容量并未显著关系。

3结语

在实际测试中,相比声压法,声强法对变电站高抗声源源强的测定更易实现,测试条件更易满足,通过对现场高抗运行工况分析发现,500kV高抗运行的工况较为稳定,运行电流和有功功率基本与高抗的出厂工况相关,高额定容量对应的运行电流和无功功率高,但通过声强法对高抗进行平均声强级和声功率级的测定发现,高额定容量所对应的高运行电流和运行无功功率并不代表更高的声强级和声功率级。