基于Cadna_A的变电站噪声影响预测应用研究_王嘉斌.pdf

工业控制计算机2023年第36卷第2期基于 Cadna/A 的变电站噪声影响预测应用研究王嘉斌（江苏方天电力技术有限公司，江苏 南京211102）变电站是一种非常重要的电力系统基础设施，它能够让电压和电流进行一系列的变化，是一个能够接收电能并且分配电能的场所，可以将发电机发出的电能发送到高压电网中。但是在变电站进行工作的过程中会发生噪声，对周围环境的影响也越来越大，需要对噪声进行严格的控制。因此如何使用软件对噪声的影响进行预测分析，并且解决噪声问题，越来越成为建设单位、环保部门以及普通公民关注的问题。Cadna/A软件能够很好地对噪声进行预测分析，能够全面、形象地展现出噪声的相关数据，让分析人员得到噪声源的主要内容，如主噪声源数据、所有噪声源的数据等。本文将通过使用Cadna/A软件结合国内的变电站所处的环境以及工程的特点，对变电站噪声影响问题展开讨论和分析。1Cadna/A软件Cadna/A是基于ISO9613标准的噪声模拟和控制软件，是一款室外噪声预测软件，常用于计算、预测以及显示噪声的污染程度，并且能够非常好地适用于多种的噪声源的预测和评估，其具有非常强大的容错率以及针对性，用户使用非常方便。该软件目前已经非常广泛地应用在绿色建筑城市、规划变电站以及机场等环境噪声评测中，对于噪声的检测具有一定的权威性，所以本文使用Cadna/A软件对噪声的数据进行分析预测，从而找到能够降低噪声污染的主要措施1。Cadna/A软件具有以下的几个功能：能够使用同一级别的数据来生成一个对象表格；可以在该表格中列出所有与目标相关的集合以及所有的声学数据；也能够同时完成目标对象表格和目标对象图形的显示；可以通过剪贴板来复制所有的图形和表格，也能够非常方便地放在其他表格或者应用程序中，可移植性非常强，对于用户操作来说也是非常方便的2；可以自动地对目标对象进行标识，使用者将重要的参数和结果写到目标对象，如果对象出现了更改也能够得到及时更新；可以对同一族对象同时进行访问，也能够对不同的对象进行不同颜色的标识。除此之外它还具有图形设计工具，能够非常灵活地打印输出自身的格式，除了会显示三维特殊视图以外，还能够显示出平面的视图。由于Cadna/A本身强大的功能，所以该软件成为了预测分析噪声影响的主要软件之一。Cadna/A软件自身的特点非常适用于工业设施、变电站等多种声源的噪声检测，而且该软件已经通过了国家环保部环境工程评估中心的认证，能够作为变电站噪声影响预测应用研究的可信赖的软件。2变电站特点变电站已经有了百年的发展历程，在建造场地方案、电压级别、设备情况等方面都有了非常大的变化。变电站一开始是全部敞开式的户外设置，经过不断发展，逐渐出现了户内变电站和地下变电站。由于变电站所需的环境越来越小，它发出的噪声污染污染对人生活的影响也越来越大。变电站的噪声源比较多、分布面比较广，会让其多次的折射反射3。在电气设备上也是从敞开式的户外设备逐渐发展为全封闭式的气体组合电器，虽然有了一定的发展，但是该设备也会产生部分噪声，在电压等级上，随着电力技术的不断发展，从原来的枢纽型变电站变成了特高压式的变电站。变电站在运行过程中所发出来的噪声主要来源于电气设备噪声和设备中出现的电磁噪声。电气设备的噪声主要是由于电磁的作用力而引起的工作中的变压器产生的噪声，而变电站的电磁噪声是在变压器运行的过程中铁芯中出现的机械振动的声音以及为了冷却使用的风扇的噪声4。在变电站的运行过程中，电晕的噪声是能够通过不同的设备进行有效的控制的，但是在变电站的主变压器、高压并联电抗器中的运行噪声是非常大的，不能够忽略不计，这是最主要的噪声来源。3变电站噪声预测3.1预测噪声选取参考参数根据变电站的主要特点，我们可以对变电站的主变压器、高压并联电抗器以及低压并联电抗器进行有效的噪声测试，对变电站中的噪声进行分析和预测，从而能够得到变电器中的噪声的主噪声源和其他比较全面的噪声分析数据。变电站噪声预测参考参数为：1000 kV主变压器、1000 kV高压并联电抗器、110 kV低压并联电抗器。在测试过程中，噪声源本体以及噪声源本体周围主要建筑为：围墙、主变压防火墙、高压电抗器防火墙、主控路继电器室、站用电室。在使用Cadna/A软件进行变压电噪声预测的时候，周围的环境对预测的结果影响是非常大的，因此该结果需要忽略周围的绿化情况以及地面的吸收情况5。3.2预测结果使用Cadna/A软件对变电站进行噪声预测的时候，能够获得典型受伤点的预测值水平等升压级分布图，以及比较全面的数据分析，从而能够知道哪一部分的噪声污染源比较大，哪一部分的噪声污染比较小。通过Cadna/A软件得到的数据并且使用GIS的空间分析功能的技术，比较全面地展示变电站噪声影响的预测，也能够建立出和我国变电站实际情况比较符合的预测和评价系统，可以充分地对变电站噪声进行预测和分析，从而制定出比较符合国情的降噪措施。通过使用Cadna/A软件对该变电站噪声进行预测，可以发摘要：近年来，随着科技的不断发展，城市化的进程也在逐渐加快，用电的负荷正在增加，而变电站噪声的影响成为人们越来越关注的话题，而且由于城市化的不断加快，城市变电站的数目也在不断增多，如何能够降低变电站噪声的影响，也成为人们越来越重视的问题之一。使用Cadna/A软件能够很好地对变电站噪声影响进行预测和分析，通过一定的手段对其进行降噪措施。近年来，我国也正在加强环境保护措施，特别是对于噪声治理方面提出了环保“三同时”制度，要求各部门人员合理、科学地开展噪声检测工作。本文将通过使用Cadna/A软件变电站的噪声影响进行预测和分析，探讨降低噪声的手段。关键词：Cadna/A；噪声影响预测；变电站；应用研究151基于Cadna/A的变电站噪声影响预测应用研究（上接第150页）力电池电芯达到44。从图7可以看出，在进行环境40下整车工况测试，直流母线电压变化6 V，稳定可靠，无明显大的跌落，三相电流输出符合整车工况行为，无谐波振荡，IGBT温度变化较小，最高温度不到70，预留余量充足。4结束语通过对Infineon的单管IGBT并联驱动设计及应用，进行整车目标设计及驱动系统、IGBT功率器件参数分析分解和原理仿真设计。对原理驱动控制策略实施及互锁保护，最后进行台架的输出互锁测试以及死区、相间短路及整车坡道温升测试，验证IGBT并联参数设计合理性，为后续平台化方案提供了设计依据，降低系统BOM成本。参考文献1谢晔源，钱照明，彭方正.UC3842控制芯片在反激电源上的新用法J.电力电子技术，2005（3）：98-992陈登峰，陈雷，许晨昊，等.一款单管并联电机控制器设计与验证J.电机与控制应用，2020，47（11）：68-743林立，黄苏融.永磁同步电机系统线性化H鲁棒控制J.电机与控制学报，2009，13（4）：541547，5524孔维峰，刘继红，邵强，等.驱动电机控制器IGBT开关频率对驱动系统效率的影响分析J.工程机械.2022，53（5）：21-255陈茜兵.驱动电机IGBT单管并联方案控制及应用J.汽车制造业，2020（14）：12-146陈茜兵，王瑛，程仁恒，等.驱动电机控制器IGBT驱动电源设计与验证J.电子产品世界电，2022，29（6）：34-38收稿日期：2022-07-04现在变电站周围的噪声已经超过了我国 工业企业厂界环境噪声的排放标准，所以在变电站周围采取降噪措施是必要的。4采取的噪声治理措施及效果通过使用Cadna/A软件获得比较全面的噪声数据，可以很好地找到主噪声源。发现变电站中的主噪声源是高压配电装置，比如运行当中的主变压器高压导体、电晕器等。因此可以采取以下噪声治理措施来对变电站产生的过大噪声进行治理防控。分别为：优化变电站周围的环境布置；采取隔声的屏障措施降低噪声；使用高抗box-in的降噪措施；改变变电站的选址；降低变电站中变压器设备的原有噪声；控制传播途径。1）优化变电站周围的环境布置：通过软件预测发现，围墙能够很好地阻挡噪声的传播，所以在变电站周围我们可以通过改变环境布置来降低变电站中噪声的影响。可以将继电器室靠近围墙进行布置，来控制主要噪声的传播。或者是将备品的备件库靠近围墙进行布置，也能够很好地降低噪声的传播，阻隔噪声污染周围环境的途径。2）采取隔声的屏障措施降低噪声：隔声屏障是一个很好的降低噪声的手段，它能够阻挡高压电抗器所发出来的噪声。在高压电抗器周围设置隔声屏障，能够有效地阻挡声音的传播。但是通过Cadna/A软件对该变电站噪声进行预测结果发现隔声屏障在短时间内，对小规模的变电站中的噪声防控有效，但在长期看来隔声屏障的阻挡噪声的效果并不可靠。3）使用高抗box-in的降噪措施：该措施经过模拟软件的预测发现是一个最为可靠的降噪措施。在长时间内也能够满足我国的发布的声环境质量标准，不会对周围的环境或者居民的生活造成危害。4）改变变电站的选址方案：对于变电站来说，选址是一个非常重要的问题，它需要许多部门的共同协商，深入了解城市区域内中的改造，尽可能远离居民生活场所，而且也应该加强对变电站设计，尽量保证变电站中的噪声减小。更需要满足以下几方面的条件：第一尽可能地选择油浸自冷式的变压器，它能够有效降低噪声；第二尽量不要建在居民生活的密集区内，要与居民生活区保持一定的距离；第三加强变电站日常的巡查和维护，采取严格的防噪措施，使噪声对居民的生活影响降到最低。5）降低变电站中变压器设备的原有噪声：要降低变压器设备中的原有噪声。可以使用各种结构制造出无噪声的风扇，使用油浸式的冷却器。可以在设备中增加隔音措施，采取消声的设计。对于主变压器室内的噪声控制来说，应该将变压器室内中的门换为隔声门，窗户换为百叶窗，变压器室中的墙安装双层的吸音墙，消耗噪声能量。6）控制传播途径：可以分为两个方面，第一是增大传播途径的路径，由于近年来的城市化进程，变电站和居民生活区域在逐渐紧密结合，所以增大传播途径是一个比较困难的事情。第二是在传播路径上设置人为阻挡，这样能够改变噪声的传播方向，阻挡噪声传播到居民的生活场所，通过人为设置阻挡，能够吸收噪声，改变声音的传播方向，噪声在传播过程中已经不断地衰减，到达区居民居住场所时，噪声已经衰减到很小值。采取了降噪措施以后，再次使用Cadna/A软件对变电站周围的噪声影响进行分析时，发现降噪措施能够有效地降低变电站周围的噪声，也发现使用隔声屏障、设备加装吸隔声箱体和改变变电器布置对于降低噪声污染是非常有效果的。5结束语综上所述，Cadna/A模拟软件对于变电站噪声影响的预测具有非常大的作用，它能够精确并且快速地计算出变电站周围的噪声贡献值，而且能够分析预测出哪一部分噪声的影响最大，哪一部分是主体噪声影响源，从而能够让分析人员得到更全面的数据参考，制定噪声防治措施，保证变电站周围的环境安全，也能够保证紧靠变电站周围的居民的生活质量。城市中的变电站是一个必然的产物，在考虑变电站的选址时，应该要充分考虑设备的噪声，对周围居民的影响以及对周围环境的影响，对于已经建好了的变电站，尽管不能对其有大规模的移动，也应该综合地采取变压器本体的降噪、设备更新以及噪声传播路径的阻隔等措施，实现科技与环境生活的协调发展。参考文献1赵艳飞，杜红燕，周耀权，等.Cadna/A软件在某拟建核设施环境影响评价中的应用J.科技视界，2021（32）：1-42孙和泰，华伟，邱勇军，等.基于Cadna/A的500 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