Trenutno požarni zidovi transformatorjev in reaktorjev v domačih transformatorskih postajah UHV pogosto uporabljajo vlite betonske strukture ali uokvirjene strukture iz opeke in prahu, ki imajo določene učinke zvočne izolacije. Vendar pa so zaradi nizke frekvence hrupa transformatorjev in reaktorjev ter dolge valovne dolžine zvočnih valov njihove zmožnosti difrakcije hrupa in prenosa zelo močne, zato sta zvočna izolacija in učinki zmanjšanja hrupa pogosto slabi. Poleg tega trenutne zvočne pregrade in pokrovi za zvočno izolacijo transformatorskih postaj UHV niso posebej zasnovani za značilnosti nizkofrekvenčnega hrupa transformatorske postaje in učinek zmanjšanja hrupa ni idealen. Če lahko upoštevamo značilnosti transformatorskih postaj UHV, v katerih prevladujeta srednje- in nizkofrekvenčni hrup, in sprejmemo sestavljeno strukturo za absorpcijo zvoka, ki ima tako funkcijo dušenja kot absorpcije zvoka, upamo, da lahko učinkovito zmanjša srednjefrekvenčni in nizkofrekvenčni hrup ter ima lastnosti zaviranja gorenja in izolacijske lastnosti. To je zelo pomembno za izboljšanje kakovosti akustičnega okolja transformatorskih postaj.
Na podlagi tega ta članek analizira značilnosti intenzivnosti vira hrupa glavne opreme ultravisoke napetostne podstanice. Glede na zahteve glede materialov v postaji, ki morajo imeti lastnosti zaviranja gorenja, izolacije in druge, smo se odločili za izvedbo posameznih in kombiniranih poskusov absorpcije zvoka na vzorcih melaminske pene , vzorcih mikroperforiranih plošč in vzorcih penjenega cementa ter predlagali kompozitno zvočno absorpcijsko strukturo, primerno za zmanjšanje hrupa v ultravisokih napetostnih podstanicah. To ima pomemben praktični vodilni pomen za praktične inženirske aplikacije.
Ⅰ. Analiza merjenja hrupa glavne opreme transformatorske postaje UHV
Med delovanjem transformatorskih postaj UHV glavni viri hrupa vključujejo visokonapetostne transformatorje, ranžirne reaktorje, strukture transformatorskih postaj itd. Hrup transformatorja vključuje hrup telesa in hrup hladilne naprave, hrup ranžirnega reaktorja je elektromagnetni hrup in hrup strukture transformatorske postaje je koronski hrup. Koronski hrup je na splošno srednje do visokofrekvenčen, hitro oslabi med širjenjem in ima majhen obseg udarca. Nizkofrekvenčni hrup, ki ga ustvarja notranja struktura transformatorjev in ranžirnih reaktorjev, se počasi zmanjšuje in ima širok razpon vpliva. Zato je nadzor hrupa transformatorjev in ranžirnih reaktorjev v središču nadzora hrupa v transformatorskih postajah.
- Analiza merjenja šuma glavnega transformatorja
Raven zvočne moči transformatorja se meri z metodo jakosti zvoka. Če za merilni objekt vzamemo enofazni transformator, je razdalja med predpisano plastnico in referenčno emisijsko površino 2 m, nastavljeni pa sta dve predpisani plastnici, ki se nahajata na vodoravni ravnini 2 m oziroma 4 m. Vse merilne točke se nahajajo na določeni plastnici, vodoravna razdalja med sosednjimi merilnimi točkami pa je 1m. Sonde za jakost zvoka se uporabljajo za merjenje od točke do točke.
Ko je močnostna obremenitev posamezne skupine transformatorjev 2000 MW, so rezultati meritev jakosti zvoka faze C transformatorja v skupini I. A-vrednotena raven zvočne moči je največja v frekvenčnem pasu 1/3 oktave s središčnimi frekvencami 100, 125, 160 in 200 Hz UHV transformatorja. V skladu z mehanizmom za ustvarjanje šuma transformatorja hrup v tem frekvenčnem pasu v glavnem izvira iz elektromagnetnega šuma ohišja transformatorja. Zato je treba pri zmanjševanju šuma transformatorja dati prednost zmanjšanju frekvenčnega pasu 100 ~ 200 Hz. Med meritvijo je bila močnostna obremenitev posamezne skupine transformatorjev stabilna pri 2000 MW, ustrezna skupna A-vrednotena raven zvočne moči transformatorjev pa je bila 102.7 dB(A).
- Merjenje in analiza hrupa visokonapetostnega reaktorja
Metoda merjenja ravni zvočne moči reaktorja je enaka kot pri transformatorju. Če za merilni objekt vzamemo fazo B vzporednega reaktorja v transformatorski postaji UHV, je razdalja med predpisano plastnico in referenčno emisijsko površino 1 m, nastavljeni pa sta dve predpisani plastnici z višino 1.5 m oziroma 3 m. Horizontalna razdalja med sosednjimi merilnimi točkami je 1m.
Analiza kaže, da v celotnem 1/3 oktavnem pasu zavzemajo večji delež nizkofrekvenčne komponente, med katerimi je največja zvočna moč pri frekvenci 100Hz, ki dosega 96.4dB(A), kar je za 11.5dB(A) več od ravni zvočne moči 200Hz. Zvočna moč v pasu 1/3 oktave, kjer se nahaja 100 Hz, predstavlja 91.2 % enofazne visoke protizvočne moči. Zato je mogoče ugotoviti, da pojav motenj v porazdelitvi zvočnega polja reaktorja povzroča zvočno valovanje 100 Hz.
Ⅱ. Eksperimenti s poroznimi materiali in mikroperforiranimi ploščami
Pri načrtovanju inženiringa za nadzor hrupa je pogosto težko doseči pričakovani učinek zmanjšanja hrupa z uporabo enega samega materiala za absorpcijo zvoka in izolacijsko obdelavo. Zato se za zmanjšanje hrupa pogosto uporabljajo kombinirane strukture zvočno vpojnih materialov. Uporaba je precej pogosta, zlasti v notranjih prostorih z večjimi volumni in daljšimi odmevnimi časi. Za preučevanje zvočno vpojne strukture, primerne za nadzor hrupa v ultravisokih napetostnih postajah, moramo najprej upoštevati izolacijske in ognjevarne lastnosti materiala, nato pa moramo kombinirati specifične ukrepe za določitev zvočno vpojne strukture.
Trenutno se perforirane plošče in materiali, ki absorbirajo zvok, uporabljajo v zvočnoizolacijskih ohišjih postaj UHV za zmanjšanje hrupa, vendar učinek ni dober v nizkofrekvenčnem pasu. To zahteva kombinacijo značilnosti zvočnega vira glavne opreme transformatorske postaje UHV. Po določitvi posebnih ukrepov za zmanjšanje hrupa postane ključ do nadzora hrupa v postaji, kako izbrati porozne materiale, ki absorbirajo zvok, in kako določiti strukturo, ki absorbira zvok. V nadaljevanju so izbrani trije vzorci mikroperforirane plošče, melaminske pene in penastega cementa, ki se med seboj kombinirajo za izvedbo poskusov.
- Kombinacija dvoslojne mikroperforirane plošče
Eksperimentalni vzorci mikroperforirane plošče, pri katerih je stopnja perforacije vzorca 1 mikroperforirane plošče 1.5 %, debelina plošče 1 mm in premer por 0.7 mm; stopnja perforacije vzorca mikroperforirane plošče 2 je 1.1 %, debelina plošče je 1 mm in premer por je 0.7 mm, vzorec mikroperforirane plošče 3, stopnja perforacije je 0.7 %, debelina plošče je 1 mm in premer luknje je 0.7 mm.
Na kombinaciji dvoslojne mikroperforirane plošče sta bila izvedena dva niza poskusov. Poskus 1 je bil kombinacija vzorca mikroperforirane plošče 2 in vzorca mikroperforirane plošče 1, poskus 2 pa je bil kombinacija vzorca mikroperforirane plošče 1 in vzorca mikroperforirane plošče 3. Dva niza poskusov na strukturi kombinacije dvoslojne mikroperforirane plošče kažeta, da je koeficient absorpcije zvoka pri 100 Hz okoli 0.7 in največja vrednost koeficienta absorpcije zvoka pojavi pri 500 Hz do 600 Hz v obeh nizih poskusov. V frekvenčnem pasu nad 600 Hz se koeficient absorpcije zvoka postopoma zmanjšuje.
- Kombinacija penastega cementa in mikroperforirane plošče
Najprej je bila uporabljena struktura za absorpcijo zvoka, ki združuje penast cement in enoslojno mikroperforirano ploščo. Dva poskusa z različnimi parametri sta bila izvedena s kombinacijo penastega cementa in enoslojne mikroperforirane plošče. V obeh poskusih je bil penast cement postavljen pred mikroperforirano ploščo.
Med podatki iz poskusa 3 in poskusa 4 skoraj ni velikih sprememb. Zmogljivost absorpcije zvoka kombinirane strukture se v bistvu ne spremeni z rahlimi spremembami v debelini penastega cementa in razdalje med penastim cementom in mikroperforirano ploščo. Pri 100Hz je koeficient absorpcije zvoka okoli 0.4, pri 250Hz koeficient absorpcije zvoka doseže svoj maksimum, pri okoli 900Hz pa ponovno doseže največjo vrednost koeficienta absorpcije zvoka.
- Melaminska pena in kombinacija mikroperforirane plošče
Izvedena sta bila dva niza poskusov na kombinaciji melaminske pene in enoslojnih mikroperforiranih plošč. V obeh nizih poskusov je bila melaminska pena postavljena pred mikroperforirane plošče. Koeficienti absorpcije zvoka pri 100 Hz v obeh skupinah poskusov so okoli 0.7, med 100 Hz in 500 Hz pa so koeficienti absorpcije zvoka vsi nad 0.7. Okoli 500 Hz se koeficient absorpcije zvoka zmanjša, ko pa frekvenca narašča, se koeficient absorpcije zvoka postopoma povečuje. Ta kombinacija ima razmeroma idealen učinek absorpcije zvoka v nizkofrekvenčnem in visokofrekvenčnem pasu.
Ⅲ. Analiza eksperimentalnih rezultatov
Glede na značilnosti vira hrupa glavne opreme transformatorske postaje UHV, ki je izrazit v nizkofrekvenčnem pasu, so bili izvedeni poskusi z izbiro kompozitne strukture mikroperforirane plošče, strukture kompozita iz penastega cementa in mikroperforirane plošče ter melaminske pene in kompozitne strukture mikroperforirane plošče. Rezultati preskusa kažejo, da lahko vse tri kombinirane sheme dosežejo določen učinek absorpcije zvoka v nizkofrekvenčnem pasu, vendar so za uporabo v dejanskem inženiringu potrebni posebni ukrepi za zmanjšanje hrupa.
- Kombinirana struktura mikroperforirane plošče
Dvoslojne mikroperforirane plošče lahko razširijo frekvenčni pas absorpcije zvoka enoslojnih mikroperforiranih plošč. Načelo kombiniranega načrtovanja, ki temelji na načelu ujemanja impedance, je, da je stopnja perforacije sprednje plasti mikroperforiranih plošč večja od stopnje perforacije zadnje plasti plošč. Kombinirana zasnova mikroperforiranih plošč lahko doseže koeficient absorpcije zvoka več kot 0.7 v frekvenčnem območju 150-800 Hz, če je debelina celotne kombinirane strukture 20 cm. Ko je debelina celotne kombinirane strukture 30 cm, lahko doseže koeficient absorpcije zvoka več kot 0.7 v frekvenčnem območju 100-800Hz.
- Kompozitna struktura penastega cementa in mikroperforirane plošče
Dodajanje penastega cementa pred mikroperforirano ploščo lahko razširi frekvenčni pas absorpcije zvoka mikroperforirane plošče, penast cement pa ima lahko tudi ognjevarno vlogo.
Penjeni cement in enoslojna mikroperforirana plošča lahko dosežejo koeficient absorpcije zvoka več kot 0.7 v frekvenčnem območju 150-1000 Hz, če je debelina celotne kombinirane strukture 20 cm. Penjeni cement in dvoslojne mikroperforirane plošče lahko dosežejo koeficient absorpcije zvoka več kot 0.7 v frekvenčnem območju 150-1400 Hz, če je debelina celotne kombinirane strukture 20 cm. Ko je debelina celotne kombinirane strukture 30 cm, lahko doseže koeficient absorpcije zvoka več kot 0.7 v frekvenčnem območju 100-1400Hz. Hkrati je manjša nasipna gostota penastega cementa, večja je poroznost in boljši je učinek absorpcije nizkofrekvenčnega zvoka.
- Za kombinirano strukturo material, ki absorbira zvok in mikroperforirano ploščo lahko material, ki absorbira zvok, razširi frekvenčni pas mikroperforirane plošče, ki absorbira zvok, in poveča razdaljo med ploščo, ki absorbira zvok, in mikroperforirano ploščo. Koeficient absorpcije zvoka srednjih in visokih frekvenc se poveča, vrh absorpcije zvoka pa se premakne na nizke frekvence. S povečanjem debeline materiala, ki absorbira zvok, se koeficient absorpcije nizkofrekvenčnega zvoka nekoliko zmanjša, koeficient absorpcije srednje- in visokofrekvenčnega zvoka pa se poveča. Povečanje debeline plasti votline za mikroperforirano ploščo lahko poveča absorpcijo nizkofrekvenčnega zvoka. Materiali, ki absorbirajo zvok, in dvoslojne mikroperforirane plošče imajo boljšo absorpcijo zvoka in širše frekvenčne pasove, ki absorbirajo zvok, kot materiali, ki absorbirajo zvok, in enoslojne mikroperforirane plošče.
Iz analize eksperimentalnih podatkov je razvidno, da lahko melaminska pena in enoslojna mikroperforirana plošča dosežejo koeficient absorpcije zvoka več kot 0.6 v frekvenčnem območju 200–1600 Hz, če je debelina celotne kombinirane strukture 20 cm. Ko je debelina celotne kombinirane strukture 30 cm, je mogoče doseči koeficient absorpcije zvoka več kot 0.6 v frekvenčnem območju 100-1600 Hz. Melaminska pena in dvoslojne mikroperforirane plošče lahko dosežejo koeficient absorpcije zvoka več kot 0.7 v frekvenčnem območju 200-1600 Hz, če je debelina celotne kombinirane strukture 20 cm. Ko je debelina celotne kombinirane strukture 30 cm, je mogoče doseči koeficient absorpcije zvoka več kot 0.7 v frekvenčnem območju 100-1600 Hz.
Na podlagi analize frekvence hrupa glavnega transformatorja UHV in visokonapetostnega ranžirnega reaktorja je energija hrupa glavnega transformatorja UHV koncentrirana predvsem pri 100–200 Hz, energija hrupa visokonapetostnega reaktorja pa je koncentrirana predvsem pri 100 Hz. Za izbiro materiala za zmanjšanje hrupa je treba združiti frekvence dveh glavnih virov hrupa. Hkrati je treba metode za zmanjševanje hrupa kombinirati s postavitvijo transformatorske postaje na kraju samem, da bi nadzorovali hrup z optimalno kombinacijo materialov in metod.
Za več informacij o melaminski peni SINOYQX nas kontaktirajte na [email protected] ali nam pošljite telefonsko številko: +86-28-8411-1861.
Nekatere slike in besedila so reproducirana z interneta, avtorske pravice pa pripadajo izvirnemu avtorju. Če pride do kakršnih koli kršitev, se obrnite na nas za izbris.