换流站Box-In结构的设计进化史
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换流变作为换流站内最主要设备之一同时也是换流站内主要噪声来源。通常降噪措施有两种方法，一种是设置隔声屏障；另一种是用一种封闭的结构将换流变本体包裹住以达到降低噪音的目的，这种封闭的结构就称为Box-In结构。换流变Box-In是采用可拆卸和带有通风散热消声器的隔音室把换流变本体封闭起来，把换流变冷却风扇放在隔音室外面。采用Box-In降噪量可达到25~30dB，可以有效降低其噪声对站内运行人员和周围环境的影响。
图 某换流站Box-in
换流变Box-In是由屋面和外墙、换流变两侧防火墙、阀厅侧防火墙、换流变油池组成的一个封闭的六面体隔音室。
从通风散热角度考虑, BOX-IN屋面和正面外墙需设计一定量进风口和出风口, 同时还需设置一定数量控制隔音室温度的轴流风机, 并在每个进风口和出风口设置消声器。此外BOX-IN 屋面和正面外墙需开设一定数量的套管孔、油枕孔、消防孔、观察孔。为减小隔音室内声音的反射, 在换流变两侧防火墙和阀厅侧防火墙贴吸声体。为方便运行人员在隔音室内巡视,隔音室内设置有巡视走道和照明灯具。
1早期的隔声屏障
代表工程：龙泉、荆州、宜都换流站
国内最早的高压直流换流站换流变降噪采用的都是隔声屏障方案。隔声屏障结构组成上包括钢框架、面板，框架柱通常采用H型钢，与基础通过地脚螺栓连接。
图 隔声屏障
2固定式Box-In结构
代表工程：华新（白鹤）换流站。
华新换流站的降噪采用的是ABB公司设计的封闭“箱式”结构box-in，它相比于隔声屏障，可有效降低换流变的噪声水平。
Box-in结构将换流变冷却风扇外移, 换流变压器本体采用全封闭结构包起来(Box- in) , 并设有散热通风系统, 在全封闭箱体上设有小门, 便于运行人员的日常巡视。在封闭体的内侧和墙面上设置吸声装置, 以吸收声音减少反射。
华新换流站采用的全固定式box-in结构，屋面采用型钢梁，正面为钢框架，屋面和正面外墙外层铺复合压型钢板，内层挂隔声屏障板，压型钢板与钢梁、刚柱之间用铆钉连接。这种连接方式导致隔音室拆除和安装非常不便，也容易损坏压型钢板。
图 华新换流站Box-In实景图
3可拆卸的box-In结构
代表工程：高岭背靠背换流站
高岭Box-In采用可拆卸式，屋面横梁采用焊接H型钢，横梁两端支撑在换流变两侧防火墙的钢牛腿上，与牛腿用螺栓连接。Box-In正面外墙由钢柱和横梁组成，构件截面同屋面，采用焊接H型钢。钢柱下端固定在换流变基础上，上端和屋面铰接，有效减小了柱子计算长度，从而减小钢柱截面。换流变防火墙上安装吸声体，安装方式先在防火墙上安装固定吸声体所用的钢框架，钢框架通过碰撞螺栓固定在防火墙上，吸声体再一块块插入到钢框架上。
为了实现可拆卸功能，Box-In正面外墙隔声屏障分成4块，2个A块和2个B块，其中A块在换流变检修时不用拆除，只拆除B块。
高岭换流站box-in顶面和正面墙板材料在华新站基础上进行了改进，华新是压型钢板、隔声屏障板分离，高岭站合并成一体，同时具有压型钢板、隔声屏障两种材质的性能，每平方重量不大于45kg。板材和钢柱、钢梁之间采用螺栓连接，方便拆卸。
为避免漏水和漏声, 换流变BOX- IN 屋面和正面外墙声屏障板接缝处采用防水压板, 并在压板和声屏障板之间填防水材料。孔洞处采用橡胶密封圈进行封堵。
4可移动式Box-In
代表工程：奉贤换流站
移动Box-In结构包括两部分：固定部分和移动部分，固定部分分布于换流变本体两侧，安装在防火墙和基础上；移动部分直接安装在换流变本体上，与换流变成一体，维修时与换流变一起移动。这种结构能在满足隔音降噪的同时实现快速更换检修要求。
图 奉贤换流站
图 可移动式Box-In前视图
图 可移动Box-In结构三维视图
4.1 固定部分结构
奉贤站Box-In顶部固定部分采用H型钢与双拼角钢组成的三角撑结构，三角撑端部采用通长角钢连接，构成几何不变体，H型钢与防火墙上预留的埋件焊接。
前端固定部分在换流变两侧设置H型钢柱，柱子与换流变基础通过化学锚栓连接，柱子侧向通过两道支撑与防火墙连接，柱子顶部与通长角钢连接，这样前端钢柱与顶部固定三角撑连为一体。
图 前端钢柱固定
4.2 移动部分
顶部钢结构如下图所示，横梁和支柱采用H型钢，斜梁采用方钢管，考虑到换流变顶部支点较少，支柱下方增设过渡横梁，与换流变顶部支撑块采用螺栓连接。
图 顶部钢结构
前端移动部分结构采用H型钢框架结构，通过换流变前端设置的支撑块与换流变螺栓连接。
图 前端钢结构
4.3 隔声板减振设计
考虑换流变振动较大，为增强隔声效果，对隔声板采取减振措。Box-in顶部隔声板支柱采用橡胶支座；前端隔声板支座采用有内螺栓的圆柱体减振柱。
图 橡胶减振支座
图 圆柱体减振柱
4.4 防水设计
Box-In顶部板材之间接缝采用耐候硅酮密封胶处理，活动部分板与固定部分板之间采用通长橡胶密封条作为防水条。固定部分屋面板与防火墙之间采用角钢加范水薄钢板进行防水处理。
图 Box-In顶部防水处理
5最新Box-in工程设计改进
代表工程：金华换流站
金华站同样采用移动式Box-In结构，由华东电力设计院负责设计，其在原来移动式Box-In结构基础上做了优化，具体有
（1）对固定部分结构形式作了优化，取消三角撑结构，改为钢框架结构，传力更加简洁，空间利用更充分，便于检修。固定部分屋面梁采用H型钢梁，纵向梁一端与防火墙上埋件相连，一端与前端柱相连，跨中增设一根柱；
（2）优化换流变顶部和前端布置，增设支承点数量，优化减小框架型钢截面尺寸，取消过渡支承横梁。
图 金华换流站Box-In
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