变电站状态检修实施方案与变电站的噪声分析与治理方案汇编.docx
《变电站状态检修实施方案与变电站的噪声分析与治理方案汇编.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变电站状态检修实施方案与变电站的噪声分析与治理方案汇编.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
变电站状态检修实施方案与变电站的噪声分析与治理方案汇编
变电站状态检修实施方案与变电站的噪声分析与治理方案汇编
变电站状态检修实施方案
为适应现代化变电站发展需要，通过更准确的掌握变电站设备的运行状况从而更加合理的安排变电站内各设备的检修周期和检修内容，变电站设备管理模式也在不断发展中，状态检修也孕育而生，下面主要介绍一下变电站状态检修的概念和具体实施方案。
1状态检修的理念
设备的状态检修是基于设备状态，对设备进行适时且适度的检修和试验，是依据设备缺陷、试验、巡检、在线监测、红外测温、不良工况、设备的家族缺陷来进行设备的状态评估,按照评估的结果来调整检修试验周期及检修项目，真正体现该修必修、修必修好的原则。
它能够在不牺牲设备可靠性的前提下，缩短试验维修时间、提高设备可用率、降低维修试验成本。
设备状态检修应依据国网公司相关状态检修，结合各变电站现场运行规程和设备状态，制定出适合本站设备管理的相应规程，从而为开展设备状态检修提供依据。
状态检修必须做好如下几方面的工作：
（1）做好资料、数据收集整理与分析工作
电力设备状态检修建立在设备基础管理工作之上，要实行状态检修，必须要有能描述设备状态的准确数据。
要注意设备原始记录、设备台帐、图纸、技术资料及相关设备的运行、维修、试验数据等资料、数据的收集整理工作。
因此，实现状态检修首先要做好设备的基础管理工作。
（2）加强设备的综合分析
设备管理工作的形势是多种检修方法并存，设备状况多层次，先进的设备监测与故障诊断技术应用的广度和深度都还不够，因此掌握设备状况显得更加重要。
在加强对设备历史状态综合分析基础上，制定符合状态检修策略的测试方案：
对少数状态较差的设备，适当增加测试频度；对个别有严重缺陷的设备，必要时可考虑进行跟踪测试；对于状态良好的设备，放宽测试周期。
（3）大胆应用新技术，完善在线监测
现代大部分变电站的电气设备已安装在线监测装置，且性能良好，以后的发展中还应积极采用可靠的在线监测装置，对不完善的可利用离线监测来弥补，将在线监测和离线监测有机地结合在一起，准确地掌握设备的真实状态。
（4）严把投运设备的质量关
设备的初始状态如何，对其今后的安全运行有着决定性的影响。
应加强包括设计、设备选型和安装调试在内的整个前期管理工作。
同时，对某些设备由于设计、制造及材质等方面的原因，在运行中暴露出来的“先天性”缺陷，应下决心通过“改造”来消除；对于新站要杜绝“先天性”缺陷的设备投入运行。
2如何判断设备状态
2.1针对设备的状态检修引入的主要术语
初值及初值差：
初值指能够代表状态量原始值的试验值。
初值可以是出厂值、交接试验值、早期预试值、大修后首次试验值等。
初值差定义为：
（当前测量值-初值）/初值100%。
注意值：
状态量达到该数值时，预示设备有可能存在或有可能发展为某种缺陷。
警示值：
关键状态量达到该数值时，已不能确保设备能够继续安全运行。
基准周期：
基于对设备状态的评估，推荐的例行维修和例行试验周期，用N（年）表示。
轮试：
对于基准周期为2年及以上（即N≥2）的例行维修和试验项目，每年大致进行同类设备数量的1/N（简称为“1/N”），一个基准周期之内所有设备至少试验一次，这一方式称为轮试。
2.2设备状态评估
设备状态评估主要是运用电气设备状态评价量化法实现对试验数据、运行情况、缺陷情况等综合分析，对设备状态量化分析，并依据其设备状态调整原则得出检修周期是否可延长的检修试验周期。
设备状态评分以百分制对设备状态进行表述的一种方法，我们称它为电气设备状态评价量化法。
100％表示最佳设备状态,0％分则表示需要尽快维修的设备。
其它情形的状态评分介于100％～0％之间。
评分为80％及以上的设备可以延长周期一年进行维修和试验（但不得连续使用该原则），30％及以下设备缩短一年周期维修和试验。
评分为30％～80％之间的设备按正常轮试周期进行维修和试验。
按照上述方法对设备进行评估后，其本年度的维修和试验计划就可以编制出来了。
我们把需要进行年度例行维修和试验的各类设备可以表示为“1/N”+x-Y。
其中“1/N”表示按基准周期进行正常轮试的部分（适宜轮试的）；x表示因设备状态不良需要提前进行维修和试验的部分；Y表示鉴于设备状态良好可以推迟进行维修和试验的部分。
2.3电气设备状态评价量化法
设备状态评分G为：
（1）
式中，B为基础评分，T为试验评分，E为不良运行工况评分，F为家族缺陷评分。
基础评分（B）：
主要考虑以下几个方面。
（1）制造和工厂试验
（2）运输、安装和交接试验
（3）家族设备安全运行记录
（4）运行时间
试验评分（T）：
试验评分是单个试验项目评分的加权几何平均值。
单个项目的评分介于100%～0%之间，100%对应于项目中各状态量远低于注意值或警示值，且没有明显劣化趋势。
设一个设备进行了m个单项试验，第i项试验的评分为Gi，权重为Wi（没有给出时取1），则试验评分T为：
（2）设备大修之后，试验评分从大修之后重新开始。
不良运行工况评分（E）：
不良运行工况评分在100%～0%之间，其中0%对应于对设备状态影响最严重的不良运行工况（包括其累积效应）。
对于断路器，主要是开断短路电流；对于变压器主要是侵入波、近区（出口）短路等。
其它设备暂不考虑不良运行工况影响。
对于断路器和变压器利用不同的公式进行计算。
家族缺陷评分（F）：
有家族缺陷时，那些尚未发生或检出家族缺陷的设备，在隐患消除之前，其状态评分应通过下式评估家族缺陷的影响。
计算家族缺陷评分时，f是依据缺陷发生的部位和性质（参考表1）确定的。
（3）
式中，N为家族设备总台数，n为发生该家族缺陷的设备台数（N＞n≥1）。
设备大修之后，如果涉及家族缺陷的隐患已消除，即不再考虑其影响。
表1f取值原则
缺陷
对设备安全运行无大的影响，突发恶化风险很小
暂不危及设备安全运行，突发恶化风险不大
对设备安全运行有一定威胁，可监控
对设备安全运行有一定威胁，不易连续监控
对设备安全运行有现实威胁
评分
86%～100%
61%～85%
31%～60%
16%～30%
0%～15%
2.4设备状态检修周期调整原则
（1）对于已实施了带电检测或在线监测的试验项目，如确认其数据准确度足以反映设备状态、且实时数据反映设备状态良好，该例行试验项目可以免除。
如所有例行试验项目都已实现了带电检测或在线监测，且全部符合前述免除例行试验之条件，可以延长或免除其例行试验。
（2）符合以下各项条件的设备（这部分设备表示为Y），其例行维修和试验可以延迟1个年度，但本原则不宜连续应用：
a）巡检中未见可能危及该设备安全运行的任何异常。
b）上次例行试验与其前次例行（或交接）试验结果相比无明显差异。
c）没有任何可能危及设备安全运行的家族缺陷。
d）上次例行试验以来，没有经受严重的不良运行工况。
（3）存在下列情形之一的设备（这部分设备表示为x），不论是否到期，都应列入最近的年度例行试验计划（情况严重时，须经设备管理者裁定是否需要停电进行诊断性试验）：
a）巡检中发现有异常，此异常可能危及设备安全运行。
b）以往的例行试验显示状态量有朝着注意值或警示值方向发展的明显趋势。
c）经受了严重的不良运行工况，且无法确定是否对设备状态有实质性损害。
d）有致命性家族缺陷。
（4）存在下列情形之一的设备，需进行诊断性试验：
a）巡检、在线监测或例行维修和试验发现异常，例行试验不能或不足以确认异常原因。
b）怀疑存在重大家族缺陷。
c）经历了严重不良工况。
d）长期运行，期间未曾进行诊断试验。
（5）存在下列情形之一设备，需要进行大修，不适宜大修的予以更换：
a）诊断性试验表明存在危及设备安全运行的缺陷。
b）受重大家族缺陷警示，需要消除可能存在的缺陷隐患。
c）依据设备技术文件之推荐或者运行经验，达到了大修条件。
3建议加装的在线监测装置
3.1变压器（电抗器）气体在线监测装置
变电站安装的在线监测装置主要是监视变压器油中气体变化情况，但它主要是监测总的气体变化趋势，对变压器油中特征气体反应不灵敏，用变压器内部总的气体变化来判断变压器内部异常情况，显然很难办到。
要想真正能反应出变压器内部异常则必须将变压器油在线监测装置更换为多组份在线监测装置，才能够达到监视其变压器内部故障的目的，但由于特征气体的数值较小，在线监视装置在现场会受到各种干扰，导致测量还不够准确。
3.2套管在线监测装置
套管在线监测技术已经基本成熟，通过对套管的介质损耗和电容量的变化，能较好地监视其套管的绝缘状态，只是该技术在国内还未得到普遍运用，经验较少，加上所测参数数值较大，在线监视装置抗干扰能力还不是很过关，测量的准确度还有待提高。
目前公司即将采用的为交流特高压变压器1000kV套管检测仪，能在线检测套管的介损、电容及泄漏电流，若实际运行经验证实工作良好有效，应逐步在500kV套管中加以推广。
3.3避雷器在线监测
避雷器在线监测技术运用已非常广泛，所监测数据由于避雷器阻性电流和总电流相差较大，阻性电流绝对值较小，加上周边带电设备对其干扰，影响阻性电流和功耗准确性测量精度，但随着该技术的不断提高，其测量准确性越来越高。
目前变电站避雷器在线监测装置需进一步提高其测量准确性。
直流避雷器由于阻性电流太小无法进行准确测量，国内外还未见到该项技术的运用。
3.4交流电容式电压互感器和交流电流互感器在线监测
部分500KV电容式电压互感器和带有末屏的电流互感器已经加装了在线监测装置，主要通过监视其设备的介质损耗及电容量的变化来达到监视其绝缘状况，其原理与套管的在线监测技术一致，其技术也较成熟。
3.5GIS设备的局放在线监测设备
GIS设备的局放在线监测能测量绝缘的局部放电特性，主要是利用压电传感器测量局放时超声波等特征量，反映GIS设备的运行工况。
3.6建议
1）更换变压器油在线装置，使其能检测到油中的特征气体。
2）加装套管在线监测装置。
3）进一步完善电容式电压互感器和交流电流互感器的在线监测装置，对于还未装在线监测装置的需加装在线监测装置。
4）交流避雷器在线监测装置更换为能测量其阻性电流及功耗的装置。
5）GIS设备也应开展在线监测工作，加装局放在线监测装置。
6）所用的在线装置的抗干扰能力要强，测量准确度要更高
4结语
建立变电站设备状态检修系统，使变电站的所有设备，能够全面而合理的进行管理，从而避免了设备的检修时的过度检修和不足检修，同时使得存在隐患的能够在第一时间得到消除，从而降低事故发生几率，确保电网安全稳定运行。
变电站的噪声分析与治理方案
【摘要】通过对某市电网变电站噪声水平现状的监测，结合噪声特性和变电站的布局，对城区内的变电站环境噪声治理提出相应的解决方案。
【关键词】变电站；噪声；治理引言
近几年随着城市建设的发展，工业和居民用电量增长很快。
特别是夏季的用电高峰期间，变电站的负荷率都很高，噪声很大。
尤其是居民密集区的变电站的噪声引起的居民投诉颇多。
且变电站噪声影响引起的纠纷、上告事件逐步增多，污染缴费也会逐步开展。
所以，如何解决变电站的噪声污染对周围居民的影响已经势在必行。
1. 电力变电站的噪声分析
某市电力公司输变电系统共分5个等级，500KV、220KV、110KV、35KV及10KV配变电站。
变电站的类型多种多样，有露天站、室内站、半室内站。
220KV变电站深入市区，其中以35KV变电站及线路构成了城区供电的主网架。
位于一、二类地区的35KV变电站有78座。
为加强变电站噪声的监督监测，天津市电力公司环境监测中心站对公司现有的坐落于一、二类地区的35KV及以上所有变电站进行夜间厂界环境噪声（变电站围墙外1米处）测试，并对110KV及以上所有变电站全部进行电磁环境监测。
本次共测试176个变电站。
从测试结果来看，所有监测的变压器本体噪声水平全都符合标准，但变压器本体噪声水平相差较大。
一部分老变压器、封闭型的变压器，特别是强制风冷的风扇及电机噪音偏大；一部分变压器风扇及其电机噪声较大。
风冷变压器噪声值大多在70dB（A）以上，最高达到88dB（A）。
开风扇与不开风扇噪声水平相差约8分贝。
另外，即使是国产的同一型号不同生产厂家的变压器噪声水平相差有6分贝。
由于以往对变压器噪声水平及变电站的隔声性能几乎没有明确要求，使目前几乎所有的老变电站的噪声水平不太理想。
尤其位于城区内的一、二类地区的变电站的厂界夜间噪声范围在45-70分贝之间。
离设备区近的地方，噪声明显增大。
变电站外的噪声值与变压器的距离和相对位置有很大的关系，与变压器仅一墙之隔时，站外噪音声级就很高，且衰减很慢。
2. 噪声治理方案
2.1噪声源
变电站一般有变压器、开关室、控制室等组成。
变电站的主要噪声来源是变压器运行时产生的电磁噪声，远大于母线的电晕噪声。
有的变电站还有冷却机产生的气流噪声和机械噪声。
铁心硅钢片的磁致伸缩现象是产生变压器噪声的主要原因。
机械噪声则是设备振动、冷却装置引起的。
冷却装置包括冷却风扇、油泵等。
当变压器加电投入运行时，变压器油泵也要投入运行。
油泵在运行时会产生振动，辐射噪声。
当外界环境气温较高时，为了加强冷却效果，冷却风扇也要投入运行，同时产生振动，辐射噪声。
2.2噪声特性
根据文献，电力变压器的噪声属于中低频噪声，对噪声值贡献最大的频率是250HZ和500HZ；风冷机械噪声属于中高频噪声，对噪声值贡献最大的频率为1KHZ和2KHZ。
变压器的噪声是不稳定的，空载或运行功率低时，噪声水平相对较低，满负荷运行时一般噪声级水平较高。
从噪声的控制角度看，噪声的频率越低，治理难度越大，因为低频噪声的波长长，随距离衰减率低，也不易被吸收。
2.3噪声的传播途径
露天站的变压器噪声一般无构筑物阻挡,噪声对边界和居民的影响属于直线传播，衰减量小。
衰减量的大小直接取决于厂界的大小。
室内站是变压器安装在变压器室内，变压器声音传至墙壁时发生反射，和直达声混合向外传播，声音相互叠加。
室内变压器的噪声主要通过通风百叶窗对外传播，所以对门口方向的敏感点影响较大。
通风百叶窗外1米处的噪声与室内相比有6-10分贝的衰减。
半室内布置是变压器在室外布置，只是在变压器之间加一隔声墙，其他方向开放。
这样，变压器之间干扰小，且封闭侧的噪声衰减程度大，开放侧无建筑物的阻挡，声波直线传播。
2.4治理方案
噪声污染构成包括噪声源、传播途径和接受者三个要素。
只有这三个要素同时存在，才构成噪声对环境的污染和对人的危害。
因此，在任何一个要素方面采取切实有效的措施，都能取得实际效果。
变电站噪声治理主要从噪声源和传播途径两方面进行。
降低变压器本身的噪声（噪声源）是最有效、最彻底的主动控制，但难度很大；所以现在的研究大都是被动控制，既在声源的传播途径上采取隔声、吸声、消声、隔振等技术降低变电站噪声对周围环境的影响。
对噪声源的控制可以考虑以下方面：
根据监测结果，即使是同一电压、功率等级的变压器在运行中的噪声水平相差近10个分贝。
所以应选择同一型号的低噪声水平的厂家的变压器。
因为硅钢片的磁致伸缩受到许多因素的影响。
铁心片加工和装配工艺方法的不同，导致同一规格的硅钢片制造的水平会有较大的差异。
所以，对于不同厂家的变压器噪声水平应加强了解，加强监督变压器的制作过程和材料选择，为新变电站的设计和老变电站的改造提供技术依据。
另外可以采用降低冷却装置及风机的噪声手段。
冷却装置噪声大小不一，引起的变压器噪声的变化不等。
一般相差在3-10分贝左右。
所以冷却器的选择在满足设计要求时应充分考虑噪声指标。
应尽可能采用噪声水平相对交底的自冷式散热器替代风冷散热器或强迫油循环风冷却器。
若配有风机时，应尽量选择低噪音风机，且应在风机的出入口处安装消音器。
针对检测结果和变电站的布局，下面重点介绍两种比较有效治理方法：
对于厂界稍微大一点的露天变电站的噪声治理，可以采用隔声屏技术。
根据周围监测的环境噪声水平和敏感点的分布情况，采用相应形式的隔声屏，全封闭，半封闭、某一角度隔离等。
然后检测噪声特性、水平和敏感点位置以及需要散发的热量来计算隔声屏的形式、高度、长度、厚度、结构和材质。
隔声屏通常能有效降低噪声水平为10-15分贝，较适用于中高频的噪声治理。
也就是说如果噪声的贡献主要来自于冷却装置及风机等，此方法比较有效，成本中等。
但由于城区内变电站距离周围居民住宅较近，尤其是居民区的中小变电站的厂界基本都比较小，最小的接近1米。
加之变压器发出的低频噪声衰减的慢，采用隔声治理效果相对较差，环境噪声水平很难达到一、二类地区的《天津市区域环境噪声标准》的要求，夜间标准45-50分贝。
所以对变压器的外部消声措施也是必不可少的。
据了解目前还没有对低频噪声有高吸声系数的材料，所以吸声的降噪效果很有限。
针对一、二类地区的厂界区域较小的噪声不合格的变电站，建议应用一种新方法，有源噪声控制系统。
有源噪声控制技术适用于频率低且频谱简单的噪声的治理。
有源降噪技术以其体积小、成本低、的有效低频降噪效果等优点越来越多地引起人们的注意。
有源噪声控制系统的工作原理基于声场的线形叠加原理：
频率相同、同向传播的两列声波会在空间中产生相加或相消的干涉现象。
当振幅相等时，对于初级声源而言，就可以在一定的空间区域得到很大的声衰减。
由于相位的补偿在低频时有较高的精度，所以该方法对降低低频噪声声强是比较有效的。
有源噪声控制系统如图1所示：
依据声音的传播原理，实时检测声波参数，并将这些参数传递给分析处理控制器，再由控制器控制按声场布置的次级声源（扬声器）发出波长（或频率）和能量与噪声源（变压器）的波长相同、相位相反（相差180度）的声波来抵消初级声波来达到降低噪声的目的。
有源噪声控制系统由误差信号调节器、传感器和电子控制装置三部分组成，如图1所示。
控制器通过专门设计的声音和振动调节器产生数字信号。
麦克风（误差信号调节器）位于扬声器的前方，其发出的信号em为为变压器传播的噪声水平及扬声器通过控制器信号发出的反相位的声波共同作用的结果信号。
为抵消此信号em，控制器根据em值发出相应的信号um给扬声器.当控制效果理想时，em为零,目的是尽可能达到有效降低下游的噪声水平。
总起来说，噪声控制的衰减水平取决于干扰的声波频率、扬声器的布置方位、密度以及距离变压器的距离。
该系统具有优良的低频屏蔽性能，在120Hz下可降噪15～30dB，250Hz下可降噪10～15dB，400～480Hz下可降噪6～8dB。
控制系统的安装个数取决于是否全方位的还是某些敏感点的噪声治理。
针对处于居民区的中小型变电站，可以考虑在某一敏感点（离居民楼最近的方向），安装控制器，进行噪声治理，成本相对经济。
该系统已经成功的应用于国外的大型变压器上，有源噪声控制系统安装如下图2。
3. 结束语
变电站的噪声治理应根据噪声特性、变电站类型及其所处位置、噪声水平、周围敏感点等具体情况，采用不同的治理技术。
要从声源和传播途径等多个方面进行考虑，结合实际情况进行。
通过此次变电站环境噪声水平的监督监测，掌握了大量有效数据，对于以后新建变电站在规划选址、设备选型和布局等各个阶段设计提供技术依据。
在解决大部分市区内的小厂界的变电站的噪声问题可以重点考虑隔声技术和有源噪声控制法。
下一步可以重点拿一个典型站进行具体治理，跟踪监测。
根据治理效果进行总结推广。
参考文献
⑴GB3096—93．城市区域环境噪声标准．
⑵GB12348～90．工业企业厂界噪声标准．
⑶关宏，王庭拂，等.10KV和35KV变配电站的噪声影响和治理.噪声与振动控制，2002，5：
38-43.
⑷陈秋，李振海.变电站噪声防治与方案研究.电力环境保护2006，22（3），46-51.
⑸虞兴邦，姜在秀，韩海.变压器的噪声机器降低.噪声与振动控制，2001，10：
35-38.
⑹P.Micheau,E.Leboucher,A.Berry.Implementationofdecentralizedactivecontrolofpowertransformernoise.1erForumEuropéensurlesmatériauxetdispositifsinsonorisants,CETIM,Senlis,juillet2001.
升级会员 