CN113379201A - 一种城市变电站厂界噪声贡献度辨识方法 - Google Patents
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Abstract
发明公开了一种城市变电站厂界噪声贡献度辨识方法，包括步骤：站址和周边环境要素描述；背景噪声测量；特定声源方位确认及测点位置选择；特定声源频谱获取；站内声源贡献度分析；站内声源噪声水平分析；对测量数据记录与结果修正；制得测试报告；背景噪声测量包括使用声级计在各侧厂界均测量并记录对应背景噪声值；背景噪声测量选择在与该侧厂界噪声测量时的不同位置；在昼夜间分别进行1min等效连续A声级的测量；特定声源频谱获取包括在测点位置，使用声级计记录1min等效连续A声级后，对各特定声源分别进行1min等效连续A声级测量及频谱分析。本发明可以在变电站受周边多个可听噪声声源影响条件下，准确效率地实现厂界位置环境噪声贡献度的辨识。
Description
技术领域
本发明涉及变电站环境在线监测技术领域，尤其涉及一种城市变电站厂界噪声贡献度辨识方法。
背景技术
CN107180283B公开了一种基于大数据统计分析的变电站厂界噪声预测评估方法，通过对变电站主要设备进行信息采集，利用大数据统计分析得出影响变电站厂界噪声的核心影响要素；通过在评估***中搭建噪声评估模型，将新建/待测变电站数据送入评估***中，进行分析，采用模糊评判法实现对变电站厂界噪声的预测评估，对变电站建设或改建提供参考建议。变电站是一个高压电气设备高度集中的场合，电磁环境和声环境相对较复杂，难以通过大数据准确分析变电站厂界噪声影响情况，难以为一些在运变电站噪声精准治理提供依据。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种城市变电站厂界噪声贡献度辨识方法，实现厂界位置环境噪声贡献度的辨识，提升再运变电站噪声精准治理。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种城市变电站厂界噪声贡献度辨识方法，包括步骤：
S1、站址和周边环境要素描述；
S2、背景噪声测量；
S3、特定声源方位确认及测点位置选择；
S4、特定声源频谱获取；
S5、站内声源贡献度分析；
S6、站内声源噪声水平分析；
S7、对测量数据记录与结果修正；
S8、制得测试报告；
其中，所述背景噪声测量包括使用声级计在各侧厂界均测量并记录一背景噪声值；背景噪声测量选择在与该侧厂界噪声测量时的不同位置；在昼间和夜间分别进行1min等效连续A声级的测量；所述特定声源频谱获取包括在测点位置，使用声级计记录1min等效连续A声级后，使用声学成像设备对各特定声源分别进行1min等效连续A声级测量及频谱分析。
可选的，所述站内声源贡献度分析包括步骤：
S51、在20Hz～20kHz范围内，取1/3倍频程中心频率与工频整数倍频率的并集为频率分量全集；
设定Sl为站址所在区域的声环境功能区限值，在S51中确立的频率分量全集中，选取声压级大于等于(Sl-20dB)的频率分量为参与贡献度计算的特定频率分量；
则变电站内声源s1对厂界噪声的贡献C1可依据下式计算：
其中，a1j表示站内声源s1的n个频率分量中，第j个特定频率分量；aij为m个特定声源中，第i个特定声源的第j个特频率分量。
可选的，所述站内声源噪声水平分析包括：
设定测点位置由声级计记录的环境噪声的1min等效连续A声级对应的声压为pt，声学成像设备测得的测点位置第(m-1)个站外特定声源1min的等效连续A声级对应的声压数值为pk，则测点位置由站内声源贡献的城市变电站厂界声压级水平可依据下式估算：
其中，pref为基准声压(pref＝20μPa)。
可选的，所述站址和周边环境要素描述的步骤包括：
对站内及厂界进行巡视、测量和记录；
其中，所述巡视、所述测量和所述记录的对象包括变电站厂界轮廓及各侧厂界的长度、高度与类别；站内主要可听噪声源位置及吸声设施、声屏障等安装情况；站址所处声环境功能区类别；厂界同周边交通干线、建筑物相对位置及距离；站址周边交通干线类型；站址周边建筑层数、高度、用途及建筑外立面材质；潜在特定声源方向、数量及类别；站址周边噪声敏感建筑数量、类别及与厂界间的距离；有无特定声源产生或诱发的特定声及相应的初始声、起伏声、间歇声或残余声；背景噪声、厂界噪声测量推荐位置。
可选的，所述特定声源方位确认及测点位置选择包括步骤：
在各侧厂界外部，使用声学成像设备对各方向、潜在特定声源方向进行扫描，确认对该侧厂界噪声有贡献的各特定声源的位置及数量；
其中，变电站厂界测点选于该侧厂界外1m、高度1.2m以上、同任一反射面距离不小于1m的位置；当一侧厂界有围墙且存在受影响的噪声敏感建筑物时，测点选在该侧厂界外1m、高于围墙0.5m以上的位置；当厂界无法测量到站内声源的实际排放情况时(如厂界设有声屏障情形)，则在受影响的噪声敏感建筑户外1m、且能够使用声学成像设备实现对厂界外特定声源直接成像的位置另设测点。
可选的，所述测量数据记录内容包括变电站名称、类别及运维单位；站址地理位置、海拔高度、所处声环境功能区类别及周边声环境要素；站址与周边设施、测点相对位置示意图；测量时段气象条件，如风速、温度、相对湿度等；测量仪器、校准仪器名称、类别及校准时间；测量时间、测量时段及测量前后的仪器校准值；背景噪声值、测点噪声测量值、测点各特定声源声学成像图形及对应频谱；测量、校对及审核人员信息。
可选的，所述测试报告内容包括日期；仪器及校准情况；气候条件的描述，包括风速、风向、温度、气压、湿度、天气状况(如晴、阴、雾、雨、雪、雷电等)；工况的描述，包括站内主要声源设备的电压、电流、功率等；测量的时间段；测量修正情况；测得及修正后的等效连续A声级；其他需要说明的情况；变电站周边声环境示意图及相应测点位置；变电站厂界测点处的噪声测量值；厂界围墙类型及吸声设施、声屏障设置情况。
大部分变电站厂界噪声监测均采用单点短时测试***，该***得到的监测数据需要进行人工的采集和统计以得到一个长期的多点数据统计表。由于背景噪声干扰，又无法实现同时多点测量，导致测量人员的工作强度增加，但监测数据的可靠性和准确性却欠佳。
变电站的运行特点决定了变电站的背景噪声不能通过停运设备的方式进行监测，在额定频率为50Hz电力***中，变电站噪声源特征频谱主要集中于100Hz及其整数倍位置，与常见背景噪声的频谱区别明显，因此通过同时对噪声源、厂界各点噪声的频谱特性进行监测，即可判别各厂界噪声是否由变电站噪声源引起，较好地降低背景噪声对测量结果的干扰，提高测量的准确性。
本发明的积极有益效果：适用110kV及以上电压等级的交流变电站受周边多个可听噪声声源影响条件下，厂界位置环境噪声贡献度的辨识，通过对站址和周边环境要素描述、同时对噪声源、厂界各点噪声的频谱特性进行监测、记录、分析与修正，制得直观的测试报告，判别各厂界噪声源以及是否由变电站噪声源引起，较好地降低背景噪声对测量结果的干扰，提高测量的效率及准确性。
附图说明
图1是本发明的实施例1提供的一种城市变电站厂界噪声贡献度辨识方法的示意框图。
具体实施方式
下面结合一些具体实施方式，对本发明做进一步说明。
实施例1
如图1所示，一种城市变电站厂界噪声贡献度辨识方法，包括步骤：
S1、站址和周边环境要素描述；
S2、背景噪声测量；
S3、特定声源方位确认及测点位置选择；
S4、特定声源频谱获取；
S5、站内声源贡献度分析；
S6、站内声源噪声水平分析；
S7、对测量数据记录与结果修正；
S8、制得测试报告；
其中，所述背景噪声测量包括使用声级计在各侧厂界均测量并记录一背景噪声值，作为该侧厂界噪声测量值修正依据；背景噪声测量选择在与该侧厂界噪声测量时的不同位置，但两位置的声环境相似；在昼间和夜间分别进行1min等效连续A声级的测量；所述特定声源频谱获取包括在测点位置，使用声级计记录1min等效连续A声级后，使用声学成像设备对各特定声源分别进行1min等效连续A声级测量及频谱分析。
站内主要声源设备有变电站厂界内产生可听噪声的电力设备或冷却设备，如变压器、电抗器及风机等，适用110kV及以上电压等级的交流变电站受周边多个可听噪声声源影响条件下，厂界位置环境噪声贡献度的辨识，通过对站址和周边环境要素描述、同时对噪声源、厂界各点噪声的频谱特性进行监测、记录、分析与修正，制得直观的测试报告，判别各厂界噪声源以及是否由变电站噪声源引起，较好地降低背景噪声对测量结果的干扰，提高测量的效率和准确性。
所述站址和周边环境要素描述的步骤包括：
S11、对站内及厂界进行巡视、测量和记录；
其中，站址周边声环境要素描述基于站内及厂界巡视完成，所述巡视、所述测量和所述记录的对象包括变电站厂界轮廓及各侧厂界的长度、高度与类别；站内主要可听噪声源位置及吸声设施、声屏障等安装情况；站址所处声环境功能区类别；厂界同周边交通干线、建筑物相对位置及距离；站址周边交通干线类型；站址周边建筑层数、高度、用途及建筑外立面材质；潜在特定声源方向、数量及类别；站址周边噪声敏感建筑数量、类别及与厂界间的距离；有无特定声源产生或诱发的特定声及相应的初始声、起伏声、间歇声或残余声；背景噪声、厂界噪声测量推荐位置。方便后续更好的根据辨识过程测量要求进行测量和辨识。
所述特定声源方位确认及测点位置选择包括步骤：
在各侧厂界外部，使用声学成像设备对各方向、尤其是潜在特定声源方向进行扫描，确认对该侧厂界噪声有贡献的各特定声源的位置及数量；
其中，变电站厂界测点选于该侧厂界外1m、高度1.2m以上、同任一反射面距离不小于1m的位置；当一侧厂界有围墙且存在受影响的噪声敏感建筑物时，测点选在该侧厂界外1m、高于围墙0.5m以上的位置；当厂界无法测量到站内声源的实际排放情况时(如声源位于高空、厂界设有声屏障情形)，则在受影响的噪声敏感建筑户外1m、且能够使用声学成像设备实现对厂界外特定声源直接成像的位置另设测点。
辨识过程的测量要求还包括，应在无雨、雪、雷电天气、风速低于5m/s时进行测量，雨、雪、雷电天气或风速高于5m/s时应中止测量；测量仪器和校准仪器应定期检定合格，并在检定有效期内使用；测量时，传声器应加装防风罩，测量前、后应在测量现场进行声学校准，其前后声学校准示值偏差不得大于0.5dB(A)；测量仪器时间计权特性设为“F”挡，采样时间间隔不大于1s；测量过程中，测量仪器中的传声器距地面高度应大于1.2m，传声器及传声器阵列应对准噪声源方向以测得最大值。测量仪器应固定于专用支架上并确保传声器位置距地面高度不变，仪器工作过程中，测量人员与传声器的距离应大于0.5m；使用声级计进行测量时，测点宜统一使用1min的等效连续A声级测量值，单位为dB(A)，各测点测量次数不少于3次，每次测量时间间隔不大于5min；使用声学成像设备进行贡献度辨识分析时，各特定声源的声学成像结果应统一采用等效连续A声级表征，单位为dB(A)，各特定声源的动态成像次数不少于3次，每次测量时间间隔不大于5min；噪声频谱图分布频率应覆盖20Hz～20kHz范围，对应频谱应取1/3倍频程中心频率与工频整数倍频率的并集；辨识应在变电站正常运行过程中进行，同时注明辨识过程中站内主要声源设备的运行工况。
测点布设根据工业企业声源、周围噪声敏感建筑物的布局以及毗邻的区域类别，在工业企业厂界布设多个测点，其中包括距噪声敏感建筑物较近以及受被测声源影响大的位置。在进行室内噪声测量时，室内测量点位设在距任一反射面至少0.5m以上、距地面1.2m高度处，在受噪声影响方向的窗户开启状态下测量，固定设备结构传声至噪声敏感建筑物室内，在噪声敏感建筑物室内测量时，测点应距任一反射面至少0.5m以上、距地面1.2m、距外窗1m以上，窗户关闭状态下测量。被测房间内的其他可能干扰测量的声源(如电视机、空调机、排气扇以及镇流器较响的日光灯、运转时出声的时钟等)应关闭。
测量仪器包括声级计、声学成像设备和传声器，所述声级计应符合GB12348-2008中5.1.1对测量仪器中的规定，测量35dB以下的噪声应使用1型声级计，且测量范围应满足所测量噪声的需要。校准所用仪器应符合GB/T15173对1级或2级声校准器的要求。当需要进行噪声的频谱分析时，仪器性能应符合GB/T3241中对滤波器的要求。仪器应具备20Hz～20kHz范围内的1/3倍频程中心频率及工频(50Hz或60Hz)整数倍频率处噪声频谱分析功能，频谱分析过程中，仪器性能应符合GB/T3241中对滤波器的要求。声学成像设备能够以光学成像图片为基础，经由几何配准实现声场分布云图叠加的声学测量与分析设备。若声级计采用传声器与声级计本体分离的结构，则声级计的传声器应符合下列要求：
a)宜采用直径为1.25cm的传声器，当该类型传声器在特定测点的灵敏度不足时，可采用直径为2.5cm的同类型传声器；
b)声学成像设备传声器阵列中，可采用MEMS传声器；
c)为减小风噪及防风防尘，传声器可加装防风罩，但防风罩的***损失不得超过2dB。
具体的，对特定声源频谱中的特定频率分量应按如下原则进行提取，所述站内声源贡献度分析包括步骤：
S51、在20Hz～20kHz范围内，取1/3倍频程中心频率与工频整数倍频率的并集为频率分量全集；
设定Sl为站址所在区域的声环境功能区限值，在S51中确立的频率分量全集中，选取声压级大于等于(Sl-20dB)的频率分量为参与贡献度计算的特定频率分量；
则变电站内声源s1对厂界噪声的贡献C1可依据下式计算：
其中，a1j表示站内声源s1的n个频率分量中，第j个特定频率分量；aij为m个特定声源中，第i个特定声源的第j个特频率分量。
所述站内声源噪声水平分析包括：
设定测点位置由声级计记录的环境噪声的1min等效连续A声级对应的声压为pt，声学成像设备测得的测点位置第(m-1)个站外特定声源1min的等效连续A声级对应的声压数值为pk，则测点位置由站内声源贡献的城市变电站厂界声压级水平可依据下式估算：
其中，pref为基准声压(pref＝20μPa)。
实现厂界位置环境噪声贡献度的辨识，提高测量的准确性。
噪声测量时应完成测量记录,所述测量数据记录内容包括变电站名称、类别及运维单位；站址地理位置、海拔高度、所处声环境功能区类别及周边声环境要素；站址与周边设施、测点相对位置示意图；测量时段气象条件，如风速、温度、相对湿度等；测量仪器、校准仪器名称、类别及校准时间；测量时间、测量时段及测量前后的仪器校准值；背景噪声值、测点噪声测量值、测点各特定声源声学成像图形及对应频谱；测量、校对及审核人员信息。在结合厂界所处环境，分别测定各厂界对应背景噪声的基础上，按环境噪声监测技术规范的相关规定执行及修正。1)噪声测量值与背景噪声值相差大于10dB(A)时，噪声测量值不做修正。2)噪声测量值与背景噪声值相差在3-10dB(A)之间时，噪声测量值与背景噪声值的差值取整后，按表1-1进行修正。噪声测量值与背景噪声值相差小于3dB(A)时，应采取措施降低背景噪声后，视情况按1)或2)执行。
表1-1测量结果修正表 单位：dB(A)
| 差值 | 3 | 4-5 | 6-10 |
| 修正值 | -3 | -2 | -1 |
所述测试报告内容包括日期；仪器及校准情况；气候条件的描述，包括风速、风向、温度、气压、湿度、天气状况(如晴、阴、雾、雨、雪、雷电等)；工况的描述，包括站内主要声源设备的电压、电流、功率等；测量的时间段；测量修正情况；测得及修正后的等效连续A声级；其他需要说明的情况；厂界噪声贡献度辨识报告至少应包括下列内容：变电站周边声环境示意图及相应测点位置；变电站厂界测点处的噪声测量值；厂界围墙类型及吸声设施、声屏障设置情况。将对应的贡献度辨识用定量描述出来。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种城市变电站厂界噪声贡献度辨识方法，其特征在于，包括步骤：
S1、站址和周边环境要素描述；
S2、背景噪声测量；
S3、特定声源方位确认及测点位置选择；
S4、特定声源频谱获取；
S5、站内声源贡献度分析；
S6、站内声源噪声水平分析；
S7、对测量数据记录与结果修正；
S8、制得测试报告；
其中，所述背景噪声测量包括使用声级计在各侧厂界均测量并记录一背景噪声值；背景噪声测量选择在与该侧厂界噪声测量时的不同位置；在昼间和夜间分别进行1min等效连续A声级的测量；所述特定声源频谱获取包括在测点位置，使用声级计记录1min等效连续A声级后，使用声学成像设备对各特定声源分别进行1min等效连续A声级测量及频谱分析。
2.如权利要求1所述的一种城市变电站厂界噪声贡献度辨识方法，其特征在于，所述站内声源贡献度分析包括步骤：
S51、在20Hz～20kHz范围内，取1/3倍频程中心频率与工频整数倍频率的并集为频率分量全集；
设定Sl为站址所在区域的声环境功能区限值，在S51中确立的频率分量全集中，选取声压级大于等于(Sl-20dB)的频率分量为参与贡献度计算的特定频率分量；
则变电站内声源s1对厂界噪声的贡献C1可依据下式计算：
其中，a1j表示站内声源s1的n个频率分量中，第j个特定频率分量；aij为m个特定声源中，第i个特定声源的第j个特频率分量。
3.如权利要求1所述的一种城市变电站厂界噪声贡献度辨识方法，其特征在于，所述站内声源噪声水平分析包括：
设定测点位置由声级计记录的环境噪声的1min等效连续A声级对应的声压为pt，声学成像设备测得的测点位置第(m-1)个站外特定声源1min的等效连续A声级对应的声压数值为pk，则测点位置由站内声源贡献的城市变电站厂界声压级水平可依据下式估算：
其中，pref为基准声压(pref＝20μPa)。
4.如权利要求1所述的一种城市变电站厂界噪声贡献度辨识方法，其特征在于，所述站址和周边环境要素描述的步骤包括：
对站内及厂界进行巡视、测量和记录；
其中，所述巡视、所述测量和所述记录的对象包括变电站厂界轮廓及各侧厂界的长度、高度与类别；站内主要可听噪声源位置及吸声设施、声屏障等安装情况；站址所处声环境功能区类别；厂界同周边交通干线、建筑物相对位置及距离；站址周边交通干线类型；站址周边建筑层数、高度、用途及建筑外立面材质；潜在特定声源方向、数量及类别；站址周边噪声敏感建筑数量、类别及与厂界间的距离；有无特定声源产生或诱发的特定声及相应的初始声、起伏声、间歇声或残余声；背景噪声、厂界噪声测量推荐位置。
5.如权利要求1所述的一种城市变电站厂界噪声贡献度辨识方法，其特征在于，所述特定声源方位确认及测点位置选择包括步骤：
在各侧厂界外部，使用声学成像设备对各方向、潜在特定声源方向进行扫描，确认对该侧厂界噪声有贡献的各特定声源的位置及数量；
其中，变电站厂界测点选于该侧厂界外1m、高度1.2m以上、同任一反射面距离不小于1m的位置；当一侧厂界有围墙且存在受影响的噪声敏感建筑物时，测点选在该侧厂界外1m、高于围墙0.5m以上的位置；当厂界无法测量到站内声源的实际排放情况时(如厂界设有声屏障情形)，则在受影响的噪声敏感建筑户外1m、且能够使用声学成像设备实现对厂界外特定声源直接成像的位置另设测点。
6.如权利要求1所述的一种城市变电站厂界噪声贡献度辨识方法，其特征在于，所述测量数据记录内容包括变电站名称、类别及运维单位；站址地理位置、海拔高度、所处声环境功能区类别及周边声环境要素；站址与周边设施、测点相对位置示意图；测量时段气象条件，如风速、温度、相对湿度等；测量仪器、校准仪器名称、类别及校准时间；测量时间、测量时段及测量前后的仪器校准值；背景噪声值、测点噪声测量值、测点各特定声源声学成像图形及对应频谱；测量、校对及审核人员信息。
7.如权利要求1所述的一种城市变电站厂界噪声贡献度辨识方法，其特征在于，所述测试报告内容包括日期；仪器及校准情况；气候条件的描述，包括风速、风向、温度、气压、湿度、天气状况(如晴、阴、雾、雨、雪、雷电等)；工况的描述，包括站内主要声源设备的电压、电流、功率等；测量的时间段；测量修正情况；测得及修正后的等效连续A声级；其他需要说明的情况；变电站周边声环境示意图及相应测点位置；变电站厂界测点处的噪声测量值；厂界围墙类型及吸声设施、声屏障设置情况。
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