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문제 정의
- 따라서 본 논문에서는 변압기 소음레벨 변화에 따른 변전소 경계지역의 소음을 예측하고, 소음규제 기준을 만족시키는 변압기 소음레벨을 제시하였다. 또한 변압기 증설로 인한 경계지역의 소음레벨 변화를 예측하고, 차음설비와 저소음 변압기의 소음저감 효과를 비교 .
- 본 논문에서는 소음규제기준을 만족시키는 최적의 변압기소음레벨을 제시하기 위하여 옥외 변전소 운전상황에 따른변압기의 소음감쇠를 예측하였다. 주요 연구결과는 다음과같다.
제안 방법
- 지형 . 구조물의 모델링을 위하여 소음감쇠에 영향을 미치는 지형, 설비 위치 및 형태, 흡음률, 투과손실 등을 입력한다. 소음원의 모델링을 위해서는 변전소 경계지역의 소음레벨에 가장 큰 영향을 미치는 변압기 소음을 1/1 옥타브밴드(63Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1kHz, 2kHz, 4kHz, 8kHz)로 측정하여 입력하고, 변압기의 크기, 위치, 수량 등을 설정한다.
- 나타난다. 따라서 소음저감 대책 적용시 변전소 경계지역에서의 높이에 따른 소음저감 효과를 분석하였다. 그림 4는 79dB의 4bank 변압기 운전시 소음저감 방법에 따른 소음예측 결과를 나타낸 것이다.
- 변압기 소음레벨을 제시하였다. 또한 변압기 증설로 인한 경계지역의 소음레벨 변화를 예측하고, 차음설비와 저소음 변압기의 소음저감 효과를 비교 . 검토하였다.
- 변압기는 2bank에서 4bank까지 수량을 달리하여 운전하므로 각각의 bank 별로 소음레벨을 계산하고, 소음의 주파수 성분에 따라 소음감쇠 특성이 다르게 나타나므로 가청주파수 영역의 1/1 옥타브 밴드 중심주파수를 8개의 주파수 (63Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1kHz, 2kHz, 4kHz, 8kHz)로 나누어 계산한다. 이와 같이 각각의 변압기 bank 및 주파수 대역별로 나누어 계산하여 합성하면 변전소 경계지역의 소음레벨 la 는 식 (2)와 같이 계산된다.
- 소음예측 계산은 ISO 9613-2에서 명시된 지형 및 구조물 등의 흡음, 반사, 회절 영향을 고려한 공기 중의 소음감쇠 공식을 적용하였다. 소음예측 결과의 분석은 음압레벨의 등고선 표시, 주 소음원 판별 및 소음원간의 영향 비교 등으로 구성된다. 그림 1은 변압기의 소음예측 과정을 나타낸것이다.
- 구조물의 모델링을 위하여 소음감쇠에 영향을 미치는 지형, 설비 위치 및 형태, 흡음률, 투과손실 등을 입력한다. 소음원의 모델링을 위해서는 변전소 경계지역의 소음레벨에 가장 큰 영향을 미치는 변압기 소음을 1/1 옥타브밴드(63Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1kHz, 2kHz, 4kHz, 8kHz)로 측정하여 입력하고, 변압기의 크기, 위치, 수량 등을 설정한다. 소음예측 계산은 ISO 9613-2에서 명시된 지형 및 구조물 등의 흡음, 반사, 회절 영향을 고려한 공기 중의 소음감쇠 공식을 적용하였다.
- 옥외 변전소에 저소음 변압기 설치시 소음규제 기준에 만족하는 변압기 소음레벨을 제시하기 위하여 각각 79dB, 65dB, 60dB, 55dB의 변압기를 운전하였을 경우, 옥외 변전소 경계지역의 소음레벨을 예측하였으며 그 결과는 그림 10 과 같다.
대상 데이터
- 본 논문에서 변전소 경계지역의 소음예측을 위해 분석한 변전소는 154kV급 변압기 3bank가 운전되고 있는 옥외변전소이다. 각각의 변압기에서 발생하는 소음은 #lBank에서 73.
이론/모형
- 소음원의 모델링을 위해서는 변전소 경계지역의 소음레벨에 가장 큰 영향을 미치는 변압기 소음을 1/1 옥타브밴드(63Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1kHz, 2kHz, 4kHz, 8kHz)로 측정하여 입력하고, 변압기의 크기, 위치, 수량 등을 설정한다. 소음예측 계산은 ISO 9613-2에서 명시된 지형 및 구조물 등의 흡음, 반사, 회절 영향을 고려한 공기 중의 소음감쇠 공식을 적용하였다. 소음예측 결과의 분석은 음압레벨의 등고선 표시, 주 소음원 판별 및 소음원간의 영향 비교 등으로 구성된다.
성능/효과
- (1) 옥외 변전소 소음대책별 소음저감 효과는 일반 방음벽의 경우 3.4~ 14.3dB로서 수음점의 높이에 따라 저감효과가 10dB이상 차이가 있었으며, 반밀폐장치는 14.l-15.8dB, 밀폐장치는 18.7 ~ 19.9dB 로 나타났고, 55dB급 저소음 변압기는 24.1dB의 소음저감 효과가 있음을 알 수 있다.
- (2) 옥외 변전소에서 79dB 변압기를 4bank로 운전했을 때 경계지역의 소음은 68.8dB로 예측되어, 소음규제기준을 23.8dB 초과하였으나, 55dB의 소음을 발생하는 변압기를 4bank로 운전했을 때 경계지역의 소음은 44.8dB로 소음규제기준을 만족함을 알 수 있다.
- 일반 방음벽은 그림 8(a)에 나타난 바와 같이 높이가 낮은 지역에서는 방음벽의 차음에 의하여 소음저감 효과가 크지만 높은 지역에서는 방음벽에 의한 차음효과가 작고, 회절영향으로 소음저감 효과가 상대적으로 작은 것으로 나타났다. 그림 8(b), (c)에 나타난 바와 같이 반밀폐장치와 밀폐장치는 높이에 관계없이 일정한 소음저감 효과가 나타나고 있다.
- 9dB로 이론적인소음상승치인 3dB 에 근접하는 것으로 나타났다. 따라서 2bank에서 4bank로 변압기 증설시 약 3dB의 소음이 증가할것을 예상하고 소음대책을 수립하는 것이 바람직할 것으로판단된다.
- 7dB로 나타났다. 또한 55dB의 저소음 변압기는 높이에 상관없이 24.1dB의 소음저감 효과가 나타났다. 저소음 변압기를 제외한 소음저감 대책은 차음설비의 형태, 흡음재의 재질에 따라 소음저감 효과가 달라지며, 특히 방음벽의 경우 주변 민가가 고층화 될수록 소음저감 효과가 떨어지므로 초기 소음대책 수립 후 주변상황의 변화에 의해 추가적인 비용투자가 발생할 가능성이 있다.
- 또한 79dB, 65dB, 60dB의 변압기를 설치했을 때옥외 변전소 경 계지역 의 소음레 벨은 각각 68.8dB, 54.8dB, 49.86B로 소음규제기준 45dB를 초과하는 것으로 나타났으나, 55dB 변압기 설치시 경계지역의 소음레벨은 44.8dB로소음규제기준을 만족함을 알 수 있다.
- 변압기 2bank 운전시 25m 거리에서 소음레벨은 67.3dB, 4bank 운전시 소음레벨은 69.9dB로, 2bank에서 4bank로 변압기 수량을 증가시켰을 때 소음레벨이 약 2.6dB 상승한 것으로 나타났다. 일반적으로 소음원의 수량이 2배로 증가하면 소음레벨이 3dB 상승하지만, 25m 이내의 근거리에서는 방화벽의 차음영향과 변압기의 수평배열로 인한 소음의 분산으로 이론치만큼 상승하지 않은 것으로 나타났다.
- 소음예측 결과 변압기 운전 대수에 따라 소음레벨의 차이는 있지만, 그림 5와 같이 변압기로부터의 거리 증가에 따라 소음이 지수함수적으로 감소되는 동일한 경향이 나타났으며, 변압기의 좌우 측면은 방화벽의 영향으로 급격히 소음이 감소됨을 알 수 있다. 표 1과 그림 6은 옥외 변전소에서 변압기가 각각 2, 3, 4bank로 운전될 때 거리에 따른 소음 감쇠 경향을 비교한 것이다.
- 소음예측 결과, 민가의 낮은 부분은 지형의 영향으로 소음이 급격히 감소되어 40dB 이하의 소음레벨로 예측되었으며, 민가의 높은 부분은 변압기의 소음이 그대로 전파되어 소음 레벨이 상대적으로 높은 49.3dB로 소음규제기준을 초과하는 것을 볼 수 있다. 따라서 현재는 민가의 높이가 낮아 방음벽의 설치를 통해 소음문제를 해결할 수 있을 것으로 예상되지만, 고층 아파트가 건설될 경우에 방음벽으로는 아파트 고층으로 전파되는 소음을 차단하기 어려우므로 별도의 대책이 필요할 것으로 판단된다.
- 소음저 감 대 책별로 경 계지역 1.5m, 10m, 20m 높이에서 소음저감 효과는 일반방음벽의 경우 14.3, 9.5, 3.4dB, 반밀폐 장치는 15.8 15.0 14.1dB로 나타났고, 밀폐장치는 19.9, 19.8, 18.7dB로 나타났다. 또한 55dB의 저소음 변압기는 높이에 상관없이 24.
후속연구
- 진동규제법과 큰 차이를 보이고 있다. 이로 인하여 변압기 소음에 의한 민원이발생하고 있으며, 향후 지속적으로 증가될 것으로 예상된다. [3-4],
- 현재 한전에서는 일반 방음벽, 반밀폐장치, 밀폐장치 등의 구조물을 설치하여 소음을 저감하고 있으며 향후 저소음 변압기 설치를 추진할 예정이다. 그림 7(a)와 같은 일반 방음벽은 가장 간단한 소음대책으로 약 5dB 이상의 소음저감효과가 있지만, 수음점이 높은 고층 아파트와 같은 건물에는 소음저감 효과가 낮은 단점이 있다.
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