摘 要

随着城市人口的增多，城市用电大幅增加，超高压变电站近几年的建立也逐渐量化，变电站所发出噪声制造的污染被人们广泛关注，因为它不仅会影响人们的日常生活，同时也会对人们的健康造成危害。因此，进行“超高压变电站的厂界进行噪声预测”研究具有一定的理论意义和实际应用的价值。

本文采用国网变电站噪声预测软件和C 编程，基于等效源法对变电站厂界进行噪声预测。对变电站模型进行仿真建模，利用国网噪声预测软件进行计算分析，通过C 最小二乘法得出声源设备源强初始值，将得到的各测点仿真声压级与各测点实测声压级作为己知条件，设定各声源的源强修正值，利用最小二乘法求解方程组得到各声源的源强修正值。最终通过与实测数据的对比，验证用此方法进行厂界噪声预测的精度较高，且工作量较小，可推广至目前对变电站进行噪声预测。

关键词：超高压变电站噪声预测；等效源法；C ；国网噪声预测软件；最小二乘法

Abstract

With the increase of urban population, urban power consumption has increased significantly, and the establishment of ultra-high voltage substation has been gradually quantified in recent years. Along with the noise pollution brought by the substation, the impact of substation noise on the station staff and surrounding residents has also received public and social attention. Therefore, the research on "noise prediction at the boundary of UHV substation" has certain theoretical significance and practical application value.

In this paper, the State Grid Substation noise prediction software and C programming are used to predict the noise of the substation boundary based on the equivalent source method. The simulation modeling of the substation model is carried out, the calculation and analysis are carried out by using the State Grid noise prediction software, the initial value of the source intensity of the sound source equipment is obtained by using the C least square method, the simulated sound pressure level of each measuring point and the measured sound pressure level of each measuring point are taken as the known conditions, the source intensity correction value of each sound source is set, and the source intensity correction value of each sound source is obtained by solving the equations by using the least square method. Finally, through the comparison with the measured data, it is verified that the accuracy of noise prediction at the plant boundary is high and the workload is small.

Key words:Noise prediction of UHV Substation; Equivalent source method;C ;Noise prediction software; least square method

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的和意义 1

1.3 国内外研究现状 2

1.4 研究内容和技术路线 2

1.5 本章小结 3

第2章 等效源法的理论基础 4

2.1 等效源法的基本思路 4

2.2 等效源法的工作原理 4

2.3 平面声源的等效 6

2.4 等效源法的反问题算法 7

2.4.1 最小二乘法 7

2.5 本章小结 8

第3章 特高压变电站噪声分析 9

3.1 变电站噪声源及其特性 9

3.2 变压器和电抗器的多点声源模型 9

3.3 超高压变电站户外声传播衰减的大气吸收 10

3.3.1 基准大气条件 10

3.3.2 大气吸收引起的纯音衰减系数 10

3.3.3 纯音衰减系数的计算 10

3.3.4 用分数倍频程带通滤波器分析时宽带声大气吸收衰减的计算 11

3.3.4.1一般问题和计算方法 11

3.3.4.2纯音法近似计算频带声压级的衰减 12

3.3.4.3计权声压级的大气吸收衰减的计算 12

3.3.4.4宽带声和纯音的合成声 12

3.4 超高压变电站户外声传播衰减的一般计算方法 13

3.4.1 声源的描述 13

3.4.2 气象条件 13

3.4.3 基本公式 14

3.4.4 衰减项的计算 14

3.4.4.1几何发散 14

3.4.4.2大气吸收 15

3.4.4.3地面效应 15

3.4.4.4屏蔽 15

3.4.5 方法的准确度和限制条件 17

第4章 等效源法修正法验证厂界 18

4.1 技术路线 18

4.2 验证可行性 19

4.3 源强计算及厂界测点验证 26

4.3.1 计算声源设备源强 26

4.3.2 建立测点厂界验证 27

4.4 本章小结 29

第5章 结论及展望 30

5.1 结论 30

5.2 展望 30

参考文献 31

致谢 32

第1章 绪论

1.1 研究背景

在电力系统中，许多建筑、设备都发挥了它们的作用，其中变电站所做出的作用是非常重要的。一方面变电站中声源设备的功率增加，另一方面工作、生活用电的增加，变电站的数量不断增加，同时变电站的电压水平也在不断提高。特高压站是近年来在中国建设的最高等级的电压站，特高压变电站站容量大而坚固，设备容量最大，振动设备不断震动，产生的噪声污染正变得越来越严重^[1]。会给周围居民和车站工作人员的生活带来一定程度的污染和影响^[2]。

在当今社会不断发展的背景下，不仅是在工业还是生活中，对电量的需求不断增加，同时面对城市居民的增加，用电量更是面临着不足的问题。噪声污染对工厂工人和周边地区的居民产生了日益严重的噪声影响。并且由于土地和资源的限制，超过了一般变电站所能选择的范围，中国超高压变电站在选择建设地点时需要考虑更多的因素^[3]，噪声污染已成为在选择变电站的施工现场非常困难的考虑因素之一，许多变电站的建设项目必须选择一个附近的位置，进而使噪声得到控制，这个噪声是来自变电站的，在修建变电站前，都会对建筑方案进行设计和规划^[4]。通过对变电站的噪声进行分析，在此基础上，对变电站的噪声控制水平进行了几个方面的研究，该研究是包括许多内容的，首先是对变电站的建筑材料、结构进行优化，其次是将变电站的位置进行优选，最后将变电站的噪声进行适当的降除。通过对变电站的噪声进行有效的分析、计算，可以在此分析的基础上，采取有效的措施进行降噪处理^[5]。在经过调查研究，各研究表明，变电站中噪声最大的地方是在主变器和通风设备。因此，对变电站进行有效的分析不仅对我们的生活有重要意义，同时也能提高变电站的建设效率。

等效源法是近年来兴起的声源建模手段，其主要思想是将内部结构复杂的物体等效成一组多点声源来进行声学仿真分析。目前等效源法尚处于理论和应用研究的不断深入阶段，突出的问题是等效源的数目及等效源的位置的选择等均会对最终噪声预测精度产生影响，而有关如何进行源的正确选择也尚未形成一套完全成熟的规则或工程应用体系，这些限制了等效源方法在实际工程中的应用。为此，本论文即重点开展关于等效源法的噪声预测研究。

1.2 研究目的和意义

一些研究人员创建了变电站空间噪声衰减的三维模型。这种格式的模型每个声源都相当于一个信号源，通过对变电站的声场特性进行分析，可以接收到预测的声音，但这不是很准确的。通过创建环境噪声预测模型用于变电站噪声分析。根据等效方法，声能级用于比较声源的强度。对于多点音频源变压器和镇流器，使用等效模型^[6]。等效源的方法既简单又准确，只需要少量的数据即可计算，并且计算精度很高。更新后的模型具有较小的误差，这些误差使超高压变电站的噪声预测更加准确^[7]。