【国家标准(GB)】 高压直流换流站的可听噪声

ICS_17.140
中华人民共和国国家标准
GB/T22075-—2008
高压直流换流站可听噪声
HVDCconverter stationaudiblenoise2008-06-30发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2009-04-01实施
中华人民共
国家标准
高压直流换流站可听噪声
GB/T22075—2008
中国标准出版社出版发行
北京复兴门外三里河北街16号
邮政编码：100045
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电话：6852394668517548
中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销
开本880×12301/16
2009年1月第一版
印张3.25
字数93千字
2009年1月第一次印刷
书号：1550661-34376
定价34.00元
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规范性引用文件
术语和定义
环境影响
背景噪声的影响
地形条件的影响
气象条件的影响
噪声级限值
噪声级限值表示方法
噪声测量
用地类型
要求限制噪声的区域
噪声级限值与噪声持续时间的关系典型的噪声级限值
发声源
换流变压器
电抗器·
电容器
冷却风扇·
其他发声源
典型声功率级
降噪措施
换流站布置
设备的降噪设计
声屏摩
改进技术·
8运行工况。
概述·
正常运行工况
8.3异常运行工况
验证噪声级时的运行工况
声级预测
GB/T22075—2008
GB/T22075—2008
换流站模型
计算过程
计算结果的表示
确定设备的声功率
计算和测量相结合
高压直流换流站声级的验证
声学环境
验证条件
计算与测量相结合
12设计参数
12.2业主提供或承包商调查的数据承包商应澄清的数据
GB/T22075—2008
本标准制定过程中参考了IEC的工作文件22F/83/NP《Highvoltagedirectcurrent（HVDC）substationaudiblenoise).
本标准与22F/83/NP的主要差异：—按GB/T1.1-2000的规定，对标准的语言表述和格式作了修改；原第1、第2、第3章内容被综合编辑，并分别纳人引言、第1章范围和正文的其他相关部分因此，本标准的章条号并不与IEC22F/83/NP文件一一对应；根据需要，原文各章之后的参考文献部分编人规范性引用文件中，没有全部引用：一一对部分术语进行了修改，采用了我国现行声学标准名词术语的相关内容，并根据需要增加术语“计权”(3.3)；
一对原文中部分章节间雷同的内容不再重复，采取“见×ד的方式表述！一—因为我国电力系统工频为50Hz，所以剩除原文中与工额60Hz相关的描述；3.8中增加了声功率不能直接测量，可以通过对声强的计算得到”删除原6.1中第1段内容；
—原6.1.1标题改为“5.2噪声级限值表示方法”-原6.1.2标题改为\5.3噪声测量”；为了便于理解，在原10.2.1（现条号9.3.1)中增加四级条标题；对原文中的“箱式油浸电抗器”、“铁芯油浸式电抗器”，统一改为“油浸式电抗器”。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国电力电子学标准化技术委员会归口。本标准由全国电力电子学标准化技术委员会负责解释。本标准负责起草单位：西安高压电器研究所。本标准参加起草单位：西南电力设计院、南方电网技术研究中心、西安电力电子技术研究所、北京网联直流输电系统工程有限公司、北京机械工业北京电工技术经济研究所、西安西电电力变压器有限责任公司、西安西电电力电容器有限责任公司、西安西电整流器有限责任公司、北京电力设备总厂。本标准参加起草人：萄锐锋、黎小林、程晓绚、胡劲松、方晓燕、马为民、田恩文、陆剑秋、蔚红旗、周观允、周登洪、田方、李宾宾、黄晓明、王琦、杨一鸣、王琨、李慧、郭蓉、王玥、郭香福。本标准主要起草人：萄锐锋、黎小林、程晓绚、胡劲松、方晓燕。本标准为首次发布。
GB/T22075—2008
可听噪声是空气中能被人耳听到的具有一定额率的压力波，可由单一题率的音响信号（纯音）或由各种率的声音组成。
高压直流换流站电力设备的噪声主要来自于电应力（电压或电流）引起的设备机械振动。大多数设备的机械结构有几个固有的谐振频率，如果设备电应力频谱中的一个或儿个频率与其一致，振动将会加剧并使噪声增大，另外，由于交流/直流转换，会在高压直流换流站的交流侧和直流侧出现电流或电压请波，使换流设备产生不局频率及强度的声音，增加了换流设备的噪声。事实上，当高压直流换流站附近有对噪声缴感的居民区或商业区时，都会存在可听噪声问题。制定本标准的主要目的是为了能根据本标准编写高压直流换流站可听噪声功能规范书，对换流站噪声进行综合评估，使换流站可听噪声级满足相关法律、法规和标准的要求，高压直流换流站可听噪声功能规范书是确定高压直流换流站可听噪声技术要求的文件，它能确保投标的一致性，并为评标及合同的后续执行提供指导，编制时应注意：第一，在提出详细的技术要求之前，应确定业主和承包商的责任范围，否则，有可能产生契约冲突、工程延期或可听噪声不达标等向题。对此，有两种比较极端的划分方式：一由业主确定环境条件、声级限值、计算方法和所有需要考虑的参数。承包商据此进行研究，并负责证明研究结果是接照功能规范的所有要求完成的：此时，大部分风险由业主承担。一业主仅提出有哪些法律、法规和标准需要满足或通过指定的现场试验进行验证。此时，大部分风险由承包商承担。
实际上，在划定责任的过程中，通常都会对这两种方式进行适当折衰。因为如果所有风险由承包商承担，则有可能需要提高工程造价。在本标准中没有推荐具体的方法，但是提供了能帮助业主对此做出决定的详细信息。
第二，在提出功能规范前应调查适用的规章、周环境和测量背紧噪声，并在功能规范书中明确提出对承包商所具有的能力要求，如换流站声级预测计算能力、单台设备的噪声计算和测量能力以及进行现场验证能力等。
第兰，功能规范书中应规定承包商为满足噪声要求应采用的方法，有：计算预测换流站及其周边的可听噪声，或者一换流站试运行后进行实地测量，或者一综合应用上述两种方法，
高压直流换流站噪声预测计算应考虑到最不利的情况，但换流站发声设备和换流站周围地形的模拟准确度、可能存在的错误数据以及不完善的计算方法等会造成计算结果的偏差。实地测量可获得准确的结果，但不一定能在换流站设计的不利环境下进行。面且这种测量是在换站建成后进行的，此时所能采取的降噪措施已经非常有限并相当困难。所以，首先进行计算预测，然后实地测量可最大程度地保证可听噪声满足限值要求，
第四，功能规范书中应明确要求承包商提供与研究技术有关的数据，否则可能出现由不同承包商提交的研究信息不能反映其设计中可能存在的缺陷，戒者出现不公平竞争现象。同时，在功能规范书（或业主和承包商间的其他协议）中，应明确指出由承包商提交的研究报告是否带要得到业主认可。如果需要，应在工程时间表内进行适当的安排，使业主有足够时间对这些报告进行检查、修改和批准。本标准尽可能地包括了功能规范书以及后续技术评估中所有可能涉及的内容，对关键点或争议点做了详细的分析。
本标准中尽可能地给出了明确的建议，并描述了采取的方式和产生的结果。GB/T22075—2008
本标准涉及了高压直流换流站可听噪声研究的大部分内容，但并不意味要求功能规范书也必须与此完全相同，如一些与拟建换流站站址有关的内容等。尽管如此，当制定功能规范书时，至少应考虑到本标准中讨论到的所有内容。在技术评估阶段，本标准中大部分内容都是适用的。1范围
高压直流换流站可听噪声
GB/T22075—2008
本标准用于指导编写高压直流换流站可听噪声功能规范书、评估承包商提议的设计方案以及监测工程建成后的可听噪声，对高压直流换流站可听噪声进行综合评定，使其可听噪声级满足相关法律、法规和标准的要求。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T1094.10一2003、电力变压器第10部分：声级测定（IEC60076-10，2001.MOD）GB/T3767—1996声学
声压法测定噪声源声功率级反射面上方近似自由场的工程法(eqvISO3744:1994)
GB/T3768—1996
声学声压法测定噪声源声功率级反射面上方采用包络测量表面的简易法(eqvISO3746:1995)
GB/T3947—1996
声学名词术语
声压法测定噪声源声功率级消声室和半消声室精密法ISO3745:2003
3声学
ANSIS1.11:2004
倍频带和分数倍数带模拟及数字滤波器规范3术语和定义
本标准采用下述术语和定义，更多相关信息请查阅GB/T3947—1996.3.1
声（波）sound(wave)
弹性媒质中传播的压力、应力、质点位移、质点速度等的变化或几种变化的综合。[GB/T3947-—1996，定义2.1]
噪声noise
噪声为紊乱断续或统计上随机的声振荡，或者为不需要的声音。注：改写GB/T3947—1996，定义2.113.3
计权weighting
对信号进行变换的一种方法。其基本点是突出信号中的某些成分，抑制信号中的另一些成分。对信号不同成分所乘的不同比例因子称为计权函数。注1：因为“A计权”可以区分能被人耳接收到的以相似方式传输的不同频率的声音，所以通常使用“A计权”表征声音。使用dB(A)可以表示人们对声响度的感受，其他的频率计权，例如\C计权\,则比A计权更注重考虑低额声。注2：改写GB/T3947-1996，定义2.853.4
声压soundpressure
有声波时媒介中的压力与静压的差值，单位为帕(Pa)。[GB/T3947—1996，定义2.21]
GB/T22075—2008
声压级soundpressurelevel
声压与基准声压之比以10为底的对数乘以20，单位为分贝（dB)。计算公式如下：
L,=20lg(p/po)
式中：
声压方均根值，单位为帕(Pa)；po-基准声压方均根值，为20×10-$Pa，该数值是感知声波的门槛值，注1：可以使用多点的A计权声压级计算乎均声压级（L），公式如下：LA-10Ig（
式中：
LA——A计权平均声压级，单位为分贝(dB(A))：N-
测量点总数：
LM\-—第i点A计权声压级，可以根据肾景赚声的影响进行修正，单位为分贝dBA)。注2：使用相似的方式对儿个额带的声压级（1/1倍额程、1/3倍额程等）求和：式中：
LA-0r 10 (10.1m)
A计权声压级总和，
N—频带数：
第额带A计权声压级，单位为分贝（dB(A))，可以根据背景赚声的影响进行修正。关于“1/1倍额程\和1/3倍额程\的详细措述见3.12，注3改写GB/T3947-1996，定义2.47。3.6
soundintensity
声场中某点处，与质点速度方向垂直的单位面积上在单位时间内通过的声能称为瞬时声强。稳态声场中，声强为瞬时声强在一定时间T内的平均值，单位为瓦每平方米（W/m2），注1：对于自由乎面波和球面波面言，在传接方向n上的声强为：=p/(pxe)
式中：
一声医的方均根值，单位为帕(Pa)；空气密度，常量，单位为于克每立方米(kg/m\)；一声速，单位为米每秒(m/s)，
注2：改写GB/T3947—1996，定义2.26.3.7
soundintensitylevel
声强级
声强与基准声强之比的以10为底的对数乘以10，单位为分贝（dB)。计算公式如下：L=10lg(|/10)
.（4)
-（5)
注1：当声波反向进人声波包围面时，I.为负值，这种情况有可能发生在声源近场。此时声强级用“××B表示。在公式(5)中假定平面波在声源远场正向传播。注2：改写GB/T3947-1996，定义2.48。2
声功率soundpower
单位时间内通过某一面积的声能，单位为瓦（W）。注1，声功率不能直接进行测量，可以通过对声强的计算得到，其计算公式如下，W-dixda
公式（6）表示声功率W为声强失量I对闭合曲面A的积分，注2：改写GB/T3947—1996，定义2.30.3.9
soundpowerlevel
声功率级
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声功率与基准声功率之比的以10为底的对数乘以10，单位为分贝（dB)。计算公式如下：Lw=10lg(W/W)
式中：
W-声功率；
W。—基准声功率，为1X10-12W，是感知声波的门槛值。注1：声源的A计权声功率级（LWa）由平均声压级L决定：LwA=L+10Ig(S/S)
式中：
S一包国目标物的“测量面”面积，单位为平方米（m）S—基准面积，为1ml，
测量面内的声功率级大小与距声鼠的距高无关。注2：改写GB/T3947-1996，定义2.49，3.10
声传播soundpropagation
.........(7)
（8）
某一点的声压级取决于该点距声源的距离（r）、声源的声功率级和空间几何位置。对于半球形传播的声波，适用公式(9)；
L=Lw—10lg(2)
c500000
.（9)
注1：当声源为固定声源时，公式（9)在声学里被称为“距离原理”。该原理表明，假如测量是在声源远场执行，那么距声源的距离每增加一倍，声压级就降低6dB(A)。远场的起始距离由声源规模、声场的空间复杂性和传播额率决定，例如，对于一个大变压器，远场起始于距变压器30m处对于以1kHz额率传播声波的小电抗器，远场起始于5m处。
注2：严格来讲，距高原理只适用于点声源。当距声源很远时，大多数声源才可以被看作为点声源，所以在实际应用时应特别注意声源类型。
声辐射的指向性
directivity of sound radiation指向性和声功率级、声压级的关系为：L,=Lw-10lg(4元/Q)
式中：
距声源距离为处的声压级；
一声源的声功率级；
声源和接收器间的距离；
（10)
声辐射的指向性，例如Q一1（球形声辐射）：Q=2（半球形声辐射）；Q>2（方向不一的声辐射)。
注：声辐射指向性也可以用分贝表达，称为指向性指数，由公式(11)确定：Dr=10lgQ
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指向性指数是球形传播时声移量的校正系数，此时，声压级可以遇过公式（12)计算获得：L,=Lw+Dr-10 Ig(4nr*)
声测量滤波器
soundmeasurementfilters
..-...
（12)
把信号中各分量按额率加以分离的设备。滤波器能使一个或几个额带中的信号分量通过时基本上不受衰减，对其他额带中的分量则加以衰减。注1：通过使用标准法波器，使声测量设备能在规定的额带内测量总声压级。通常使用\1/1倍额程\滤波器或“1/3倍频程\滤波器进行测量。一个1/1倍频带包含3个1/3倍额带，“倍频程“滤波器的相邻毅率间的关系如下：fa2fi
公式（13）中，@=1时为\1/1倍频程\滤波器：α=1/3为“1/3倍额程\试波器。（13）
注2：声测量法波器的中心额率应满足相关标准的要求。在ANSIS1.11等标准中，1/1频程”的中心频率为（单位为款），16，31.5，63，125，250,500，1000，2000，4000，8000，16000，“1/3倍额程的中心额率为（单位为魅）：16,20,25,31.5,,17780,22390
注3，改写GB/T3947-—1996，定义6.49。3.13
反射面reflectingplane
任何能完全反射声波的表面。
基准辐射面principal radiatingsurface测量对象周围的一个假定的面，假定声波是从这个表面辐射出去的。3.15
prescribedcontour
规定轮扇线
与基准辐射面相距某一规定水平距离（即测量距离）的水平线，各测量点位于此线上。[GB/T1094.10—2003,定义3.9]
measurementdistance
浏量距离
基准射面与测量表面之间的水平距离。[GB/T1094.10—2003，定义3.10]3.17
测量表面
measurement surface
包络声源的假想表面，各测量点位于此表面上。[GB/T1094.10—2003，定义3.11]3.18
背景噪声backgroundnoise
测量对象在非运行状态下的声压级（此处，测量对象可以是整个高压直流换流站或单台设备）。4环境影响
4.1概述
当声源发声时，周围环境将影响声波的传播以及在一定距离处对声波的感知，本章描述了背景噪声、地形条件和气象条件等环境因索对声波的影响，其中气象条件对声波的长距离（数百米）传播影响很大。
4.2背景噪声的影响
图1表明了固有噪声和背景噪声。对于背景噪声，即使在固有声消失后其仍会存在。固有噪声4
级和背景噪声级共同作用形成总的测量声级。总的测最声级
一置有哦声级十背最课声
发声额
闽有碟声
图1固有噪声和背景噪声
肾景喉声
GB/T22075-—2008
在拟建高压直流换流站的站址处，总会存在背景噪声，人类活动的声音和自然界的声音都属于背景噪声。这样的噪声源在白天或晚上，或其他某个特殊的时段内都有可能产生，因此确定不同时段的背景噪声级是非常重要的。一般来讲，人们在午夜至凌展四点间活动最少，此时的背景噪声级通常最低，当背景噪声级接近规定的最大值或等于总的噪声级时，考虑背景噪声的影响是非常重要的。为了确定背景噪声级是否接近最大限值，在高压直流换流站建设前应测量站址的背景噪声。一旦换流站建成，如果背景噪声级与总的测量声级之差小于10dB(A)，则测量时应认真考虑背景噪声的影响。此时，即使可修正总的测量声级，但是已不可能准确地确定固有噪声级（见10.3.1.4）。4.3地形条件的影响
低地势地面
图2山体和地势低的地面声波反射示例高压直流换流站周围的地形各异，例如海洋附近、山上或山谷和平原等。地形影响声波的传播，特别是地面物体（如山体或地面本身）对声波的反射、吸收、屏蔽和衰减效应尤为明显。另外，当换流站位暨与选定测量点的海拔高度不同与相近相比，声波的传插是不一样的。如图2所示，声波可被山体反射，而地势低的地方可成为无声区，这说明即使距声源的距离相同，各处声波的衰减也可不一样。
地表特性决定了地面对声波的反射或吸收能力。因此，当要求准确计算从高压直流换流站传出的噪声时，不仅需要考虑地形条件，还应考虑地表特性，如森林、岩石、草地等。但是，当地面基本平坦、地表均、海拔较低面使“距离”成为声波衰减的主要原因时，通常在计算中不必过多地考虑地形对声波传播的影响。4.4气象条件的影响
声波在空气中的远距离传播受气象条件，如风、温度、雨、雾和雪的影响。特别是风和温度对声波传播的影响尤为显著。因此，在换流站测量声波时应特别关注气象状况。4.4.1风速和风向的影响
由于摩擦阻力，近地表的风速通常比高处的风速低，如图3所示，因为声速为风速和初始声速的矢量和，所以声波会发生折射，因此声波顺风向和逆风向的传播是不同的。5