În prezent, paravanele de protecție ale transformatoarelor și reactoarelor din stațiile de transformare UHV domestice adoptă adesea structuri din beton turnat pe loc sau structuri din cărămidă și pulbere, care au anumite efecte de izolare fonică. Cu toate acestea, din cauza frecvenței reduse a zgomotului transformatoarelor și reactoarelor și a lungimii de undă mari a undelor sonore, capacitățile lor de difracție și transmisie a zgomotului sunt foarte puternice, astfel încât efectele de izolare fonică și reducere a zgomotului sunt adesea slabe. În plus, barierele fonice și capacele de izolare fonică actuale ale stațiilor de transformare UHV nu sunt special concepute pentru caracteristicile de zgomot de joasă frecvență ale stației, iar efectul de reducere a zgomotului nu este ideal. Dacă putem lua în considerare caracteristicile stațiilor de transformare UHV dominate de zgomot de joasă frecvență și adoptăm o structură compozită fonoabsorbantă care are atât funcții de amortizare, cât și de absorbție a sunetului, se speră că aceasta poate reduce eficient zgomotul de joasă frecvență și de medie frecvență și are proprietăți ignifuge și de izolare. Acest lucru este de mare importanță pentru îmbunătățirea calității mediului acustic al stațiilor de transformare.
Pe baza acestui fapt, acest articol analizează caracteristicile intensității sursei de zgomot ale echipamentelor principale ale stației de transformare UHV. Având în vedere cerințele ca materialele din stație să aibă proprietăți ignifuge, izolatoare și de altă natură, am ales să efectuăm experimente individuale și combinate de absorbție a sunetului pe probe de spumă de melamină , probe de plăci microperforate și probe de ciment spumat și am propus o structură compozită fonoabsorbantă potrivită pentru reducerea zgomotului în stațiile de transformare UHV. Aceasta are o semnificație practică importantă ca ghid pentru aplicații inginerești practice.
Ⅰ. Analiza măsurării zgomotului echipamentelor principale ale stației de transformare UHV
În timpul funcționării stațiilor de transformare UHV, principalele surse de zgomot includ transformatoarele de înaltă tensiune, reactoarele shunt, structurile stațiilor de transformare etc. Zgomotul transformatorului include zgomotul corpului și zgomotul dispozitivului de răcire, zgomotul reactorului shunt este zgomot electromagnetic, iar zgomotul structurii stației de transformare este zgomot corona. Zgomotul corona este, în general, de frecvență medie spre înaltă, se atenuează rapid în timpul propagării și are o gamă de impact mică. Zgomotul de joasă frecvență generat de structura internă a transformatoarelor și a reactoarelor shunt se atenuează lent și are o gamă largă de influență. Prin urmare, controlul zgomotului transformatoarelor și al reactoarelor shunt este în centrul atenției controlului zgomotului în stații de transformare.
- Analiza măsurării zgomotului transformatorului principal
Nivelul de putere sonoră al transformatorului este măsurat folosind metoda intensității sonore. Luând ca obiect de măsurare un transformator monofazat, distanța dintre linia de contur prescrisă și suprafața de emisie de referință este de 2 m, fiind stabilite două linii de contur prescrise, situate pe planul orizontal de 2 m, respectiv 4 m. Toate punctele de măsurare sunt situate pe linia de contur specificată, iar distanța orizontală dintre punctele de măsurare adiacente este de 1 m. Sondele de intensitate sonoră sunt utilizate pentru a măsura punct cu punct.
Când sarcina unui singur grup de transformatoare este de 2000 MW, rezultatele măsurării intensității sunetului provin din faza C a transformatorului din Grupa I. Nivelul de putere sonoră ponderat A este cel mai mare în banda de frecvență de 1/3 de octavă, cu frecvențele centrale de 100, 125, 160 și 200 Hz ale transformatorului UHV. Conform mecanismului de generare a zgomotului transformatorului, zgomotul din această bandă de frecvență provine în principal din zgomotul electromagnetic al corpului transformatorului. Prin urmare, la reducerea zgomotului transformatorului, ar trebui acordată prioritate reducerii benzii de frecvență 100~200 Hz. În timpul măsurării, sarcina unui singur grup de transformatoare a fost stabilă la 2000 MW, iar nivelul total corespunzător de putere sonoră ponderat A al transformatoarelor a fost de 102.7 dB(A).
- Măsurarea și analiza zgomotului reactorului de înaltă tensiune
Metoda de măsurare a nivelului de putere acustică al reactorului este aceeași ca și cea a transformatorului. Luând faza B a reactorului paralel din stația UHV ca obiect de măsurare, distanța dintre linia de contur prescrisă și suprafața de emisie de referință este de 1 m, fiind stabilite două linii de contur prescrise cu înălțimi de 1.5 m și, respectiv, 3 m. Distanța orizontală dintre punctele de măsurare adiacente este de 1 m.
Analiza arată că, în întreaga bandă de 1/3 de octavă, componentele de joasă frecvență reprezintă o proporție mai mare, dintre care puterea sonoră la frecvența de 100 Hz este cea mai mare, atingând 96.4 dB(A), cu 11.5 dB(A) mai mare decât nivelul puterii sonore de 200 Hz. Puterea sonoră în banda de 1/3 de octavă, unde se află 100 Hz, reprezintă 91.2% din puterea antisonică monofazată ridicată. Prin urmare, se poate determina că fenomenul de interferență în distribuția câmpului sonor al reactorului este cauzat de unda sonoră de 100 Hz.
II. Materiale poroase și experimente cu plăci microperforate
În proiectarea inginerească a controlului zgomotului, este adesea dificil să se obțină efectul de reducere a zgomotului așteptat prin utilizarea unui singur material pentru absorbția sunetului și tratamentul de izolare. Prin urmare, structurile combinate de materiale fonoabsorbante sunt adesea utilizate pentru a reduce zgomotul. În special în spațiile interioare cu volume mai mari și timpi de reverberație mai lungi, aplicarea este destul de comună. Pentru a studia structura fonoabsorbantă potrivită pentru controlul zgomotului în stațiile de transformare UHV, trebuie să luăm în considerare mai întâi proprietățile de izolație și ignifugare ale materialului și, în al doilea rând, trebuie să combinăm măsuri specifice pentru a determina structura fonoabsorbantă.
În prezent, în carcasele de izolație fonică ale substațiilor UHV se utilizează plăci perforate și materiale fonoabsorbante pentru a reduce zgomotul, însă efectul nu este bun în banda de joasă frecvență. Acest lucru necesită combinarea caracteristicilor sursei sonore ale echipamentelor principale ale substației UHV. După determinarea măsurilor specifice de reducere a zgomotului, modul de selectare a materialelor poroase fonoabsorbante și modul de determinare a structurii fonoabsorbante devine cheia controlului zgomotului în substație. În continuare, sunt selectate trei mostre de placă microperforată, spumă melaminică și ciment spumat pentru a fi combinate între ele în scopul efectuării experimentelor.
- Combinație de plăci microperforate cu strat dublu
Probe experimentale cu plăci microperforate, în care rata de perforare a probei 1 cu placă microperforată este de 1.5%, grosimea plăcii este de 1 mm, iar diametrul porilor este de 0.7 mm; rata de perforare a probei 2 cu placă microperforată este de 1.1%, grosimea plăcii este de 1 mm, iar diametrul porilor este de 0.7 mm, în cazul probei 3 cu placă microperforată, rata de perforare este de 0.7%, grosimea plăcii este de 1 mm, iar diametrul găurii este de 0.7 mm.
Două seturi de experimente au fost efectuate pe combinația de plăci microperforate cu strat dublu. Experimentul 1 a fost o combinație de placă microperforată eșantion 2 și placă microperforată eșantion 1, iar experimentul 2 a fost o combinație de placă microperforată eșantion 1 și placă microperforată eșantion 3. Două seturi de experimente pe structura combinației de plăci microperforate cu strat dublu arată că coeficientul de absorbție a sunetului la 100 Hz este în jur de 0.7, iar valoarea maximă a coeficientului de absorbție a sunetului apare la 500 Hz până la 600 Hz în ambele seturi de experimente. În banda de frecvență peste 600 Hz, coeficientul de absorbție a sunetului scade treptat.
- Combinație de ciment spumat și placă microperforată
Mai întâi, a fost utilizată o structură fonoabsorbantă care combină ciment spumat și o placă microperforată cu un singur strat. Au fost efectuate două experimente cu parametri diferiți prin combinarea cimentului spumat cu o placă microperforată cu un singur strat. În ambele experimente, cimentul spumat a fost plasat în fața plăcii microperforate.
Nu există aproape nicio schimbare semnificativă între datele Experimentului 3 și Experimentului 4. Performanța de absorbție a sunetului a structurii combinate practic nu se modifică odată cu mici modificări ale grosimii cimentului spumat și ale distanței dintre cimentul spumat și placa microperforată. La 100 Hz, coeficientul de absorbție a sunetului este de aproximativ 0.4, la 250 Hz, coeficientul de absorbție a sunetului atinge maximul, iar la aproximativ 900 Hz, atinge din nou valoarea maximă a coeficientului de absorbție a sunetului.
- Spuma de melamina și combinație de panouri microperforate
Două seturi de experimente au fost efectuate pe combinația de spumă de melamină și plăci microperforate cu un singur strat. În ambele seturi de experimente, spuma de melamină a fost plasată înaintea plăcilor microperforate. Coeficienții de absorbție a sunetului la 100Hz în ambele grupuri de experimente sunt toți în jur de 0.7, iar între 100Hz și 500Hz, coeficienții de absorbție a sunetului sunt toți peste 0.7. În jurul valorii de 500Hz, coeficientul de absorbție a sunetului scade, dar pe măsură ce frecvența crește, coeficientul de absorbție a sunetului crește treptat. Această combinație are un efect de absorbție a sunetului relativ ideal atât în benzile de joasă frecvență, cât și în cele de înaltă frecvență.
III. Analiza rezultatelor experimentale
Conform caracteristicilor sursei de zgomot a echipamentului principal al stației de transformare UHV, care este predominantă în banda de frecvență joasă, s-au efectuat experimente prin selectarea unei structuri compozite din plăci microperforate, a unei structuri compozite din ciment spumat plus placă microperforată și a unei structuri compozite din spumă de melamină plus placă microperforată. Rezultatele testelor arată că toate cele trei scheme de combinare pot obține un anumit efect de absorbție a sunetului în banda de frecvență joasă, dar modul de aplicare al acestuia în ingineria reală necesită măsuri specifice de reducere a zgomotului.
- Structură combinată cu plăci microperforate
Plăcile microperforate cu strat dublu pot lărgi banda de frecvență de absorbție a sunetului a plăcilor microperforate cu un singur strat. Pe baza principiului adaptării impedanței, principiul designului combinat este că rata de perforare a stratului frontal al plăcilor microperforate este mai mare decât rata de perforare a stratului posterior al plăcilor. Designul combinat al panourilor microperforate poate obține un coeficient de absorbție a sunetului mai mare de 0.7 în intervalul de frecvență 150-800Hz atunci când grosimea întregii structuri combinate este de 20 cm. Când grosimea întregii structuri combinate este de 30 cm, se poate obține un coeficient de absorbție a sunetului mai mare de 0.7 în intervalul de frecvență 100-800Hz.
- Structură compozită din ciment spumat plus placă microperforată
Adăugarea de ciment spumant în fața plăcii microperforate poate lărgi banda de frecvență de absorbție a sunetului acesteia, iar cimentul spumant poate juca și un rol ignifug.
Combinația dintre cimentul spumat și o placă microperforată cu un singur strat poate obține un coeficient de absorbție a sunetului mai mare de 0.7 în intervalul de frecvență 150-1000Hz, atunci când grosimea întregii structuri combinate este de 20 cm. Combinația dintre cimentul spumat și panourile microperforate cu strat dublu poate obține un coeficient de absorbție a sunetului mai mare de 0.7 în intervalul de frecvență 150-1400Hz, atunci când grosimea întregii structuri combinate este de 20 cm. Când grosimea întregii structuri combinate este de 30 cm, se poate obține un coeficient de absorbție a sunetului mai mare de 0.7 în intervalul de frecvență 100-1400Hz. În același timp, cu cât densitatea volumetrică a cimentului spumat este mai mică, cu atât porozitatea este mai mare și efectul de absorbție a sunetului la frecvență joasă este mai bun.
- Pentru structura combinată a material fonoabsorbant și placa microperforată, materialul fonoabsorbant poate extinde banda de frecvență fonoabsorbantă a plăcii microperforate și poate crește distanța dintre fonoabsorbant și placa microperforată. Coeficientul de absorbție a sunetului la frecvențe medii și înalte crește, iar vârful de absorbție a sunetului se deplasează spre frecvențe joase. Prin creșterea grosimii materialului fonoabsorbant, coeficientul de absorbție a sunetului la frecvențe joase scade ușor, iar coeficientul de absorbție a sunetului la frecvențe medii și înalte crește. Creșterea grosimii stratului cavității din spatele plăcii microperforate poate crește absorbția sunetului la frecvențe joase. Materialele fonoabsorbante plus panourile microperforate cu strat dublu au o absorbție a sunetului mai bună și benzi de frecvență fonoabsorbante mai largi decât materialele fonoabsorbante plus panourile microperforate cu un singur strat.
Din analiza datelor experimentale se poate observa că spuma de melamină plus o placă microperforată cu un singur strat pot obține un coeficient de absorbție a sunetului mai mare de 0.6 în intervalul de frecvență 200-1600Hz, atunci când grosimea întregii structuri combinate este de 20 cm. Când grosimea întregii structuri combinate este de 30 cm, se poate obține un coeficient de absorbție a sunetului mai mare de 0.6 în intervalul de frecvență 100-1600Hz. Spuma de melamină plus panourile microperforate cu strat dublu pot obține un coeficient de absorbție a sunetului mai mare de 0.7 în intervalul de frecvență 200-1600Hz, atunci când grosimea întregii structuri combinate este de 20 cm. Când grosimea întregii structuri combinate este de 30 cm, se poate obține un coeficient de absorbție a sunetului mai mare de 0.7 în intervalul de frecvență 100-1600Hz.
Pe baza analizei caracteristicilor de frecvență a zgomotului ale transformatorului principal UHV și ale reactorului shunt de înaltă tensiune, energia zgomotului transformatorului principal UHV este concentrată în principal la 100-200 Hz, iar energia zgomotului reactorului de înaltă tensiune este concentrată în principal la 100 Hz. Pentru a selecta un material de reducere a zgomotului, este necesar să se combine frecvențele celor două surse principale de zgomot. În același timp, metodele de reducere a zgomotului trebuie, de asemenea, combinate cu amplasarea la fața locului a stației de transformare pentru a controla zgomotul cu combinația optimă de materiale și metode.
Pentru mai multe informații despre spuma de melamină SINOYQX, vă rugăm să ne contactați la [email protected] sau să ne trimiteți un mesaj vocal: +86-28-8411-1861.
Unele imagini și texte sunt reproduse de pe Internet, iar drepturile de autor aparțin autorului original. Dacă există vreo încălcare, vă rugăm să ne contactați pentru a șterge.