Số các công trình nguồn dự phòng, chủ lực và phủ đỉnh ngày một tăng tại các khu vực đông dân cư, vì vậy các kỹ sư thiết kế cần quan tâm tìm hiểu phương thức lan truyền tiếng ồn từ các tổ máy phát điện và phương cách khống chế tiếng ồn. Do chi phí cải tạo để giảm tiếng ồn tại chỗ rất cao nên nhất thiết phải sớm đánh giá yêu cầu về tính năng tiếng ồn ngay ở giai đoạn thiết kế hệ thống điện tại chỗ bằng cách áp dụng các nguyên tắc trình bày trong bài báo này. Dựa vào đó, người thiết kế cũng như người sử dụng cuối cùng có thể khống chế tiếng ồn không mong muốn từ hệ thống điện tại chỗ.
Cũng như nhiều kiểu máy quay khác, các tổ máy phát điện chạy bằng động cơ đốt trong đều phát ra tiếng ồn và rung động.
Cho dù các tổ máy phát điện này vận hành liên tục như trong trường hợp nguồn điện chủ lực hay chỉ vận hành thi thoảng thì nhiều trường hợp vẫn phải cắt giảm tiếng ồn vận hành để đáp ứng các qui định tại địa phương, của bang hay liên bang. Ở Bắc Mỹ, mức tiếng ồn chung lớn nhất cho phép nằm trong khoảng từ 45 dB(A) đến 72 dB(A), tuỳ thuộc địa phương hoặc vùng. Thực tế là mới đây, một số bang và cộng đồng bắt đầu đưa ra các qui định về hạn chế tiếng ồn tại đường biên cơ ngơi bằng cách sử dụng các tần số dải bát độ (octave) nhằm giảm lượng tiếng ồn tần số thấp lan truyền tới khu lân cận trong cộng đồng. Mức tiếng ồn từ tổ máy phát điện chưa được xử lý có thể lên tới 100 dB(A) hoặc cao hơn, nên nơi đặt tổ máy phát điện cũng như việc giảm nhẹ tiếng ồn đều rất quan trọng.
Nhìn chung, có hai loại qui định về âm lượng tiếng ồn ảnh hưởng tới cá nhân hoặc người dân: Các qui định của bang hoặc địa phương về tiếng ồn và các qui định của liên bang về an toàn do Cục An toàn nghề nghiệp và Sức khoẻ (Occupational Safety and Health Administration – OSHA) ban hành. Loại qui định thứ nhất áp dụng cho tiếng ồn có thể truyền ra bên ngoài đường biên cơ ngơi gây phiền hà tới người dân nhưng thường không đủ lớn để gây nguy hiểm tới an toàn. Loại qui định thứ hai áp dụng cho phơi nhiễm tiếng ồn tại nơi làm việc nhằm bảo vệ sức khoẻ người lao động. Các qui định của OSHA thường chỉ áp dụng cho người lao động có thể bị phơi nhiễm tiếng ồn của tổ máy phát điện lớn hơn 80 dB(A) trong khoảng thời gian đáng kể. Người lao động có thể hạn chế phơi nhiễm bằng cách đeo nắp bịt tai thích hợp khi làm việc gần tổ máy phát điện đang vận hành. Châu Âu và Nhật Bản, cũng như nhiều quốc gia khác, cũng đã đặt ra các tiêu chuẩn về kiểm soát tiếng ồn tại nơi làm việc và trong môi trường nói chung.
Phòng cách âm máy phát điện được thiết kê
Định nghĩa về tiếng ồn
Âm thanh là cái mà tai người nghe thấy được; tiếng ồn đơn giản là âm thanh không mong muốn. Âm thanh do vật rung động tạo ra, truyền tới tai người nghe ở dạng sóng áp lực trong không khí hoặc môi chất khác. Về mặt kỹ thuật, âm thanh là dao động áp suất trong vùng liền kề với tai. Khi âm lượng lớn tới mức gây khó chịu hoặc phiền hà, điều đó có nghĩa là các thay đổi về áp lực không khí gần tai đã đạt tới biên độ quá lớn. Tai người có dải động học khá rộng nên người ta sử dụng thang đềxiben (dB) để thể hiện mức âm thanh. Thang dB là loại thang lôga bởi vì tỉ số giữa âm thanh nhẹ nhất mà tai người có thể phát hiện và âm thanh lớn nhất mà tai người chịu được mà không bị hư hại bằng khoảng 1 phần triệu tức là 1/106. Nếu sử dụng thang lôga cơ số 10 thì có thể thể hiện toàn bộ dải cường độ âm thanh con người nghe được bằng một con số thuận tiện hơn, từ 0 dB (ngưỡng bình thường nghe được) tới 140 dB (ngưỡng đau tai). Có hai loại thang dB là A và L.
Thang dB(L) là thang tuyến tính, mọi tần số nghe thấy được đều được coi là có giá trị như nhau. Tuy nhiên tai người không cảm nhận mọi tần số âm thanh to như nhau. Tai người đặc biệt nhạy cảm với các tần số trong dải từ 1.000 đến 4.000 Hz, và kém nhạy cảm hơn với các âm thanh có tần số thấp hơn hoặc cao hơn.
• Do vậy, người ta sử dụng “bộ lọc trọng số A”, mà thực chất là cách xác định gần đúng độ lớn âm thanh, để hiệu chỉnh mức áp lực âm thanh nhằm phản ánh chính xác hơn cái mà tai con người cảm nhận. Từ việc lấy trọng số theo tần số dẫn đến thang dB(A), được OSHA áp dụng từ năm 1972 để mô tả mức âm thanh trong các văn bản điều tiết chính thức. Hình 1 thể hiện các mức tiếng ồn điển hình gắn liền với các môi trường xung quanh và nguồn âm thanh khác nhau.
Nguồn tiếng ồn của tổ máy phát điện
• Tiếng ồn của động cơ. Chủ yếu là do các lực cơ và cháy, điển hình trong dải từ 100 dB(A) đến 121 dB(A), đo ở cách 1 m, tuỳ thuộc kích cỡ động cơ.
• Tiếng ồn của quạt làm mát. Do không khí chuyển động với tốc độ cao qua động cơ và bộ tản nhiệt. Dải tiếng ồn từ 100 dB(A) đến 105 dB(A) ở cách 1 m.
• Tiếng ồn của máy phát điện xoay chiều. Do không khí làm mát và ma sát chổi than gây ra. Dải tiếng ồn xấp xỉ từ 80 dB(A) đến 90 dB(A) ở cách 1 m.
• Tiếng ồn do hiện tượng cảm ứng. Do thăng giáng dòng điện trong cuộn dây máy phát điện xoay chiều dẫn đến tiếng ồn cơ khí trong dải từ 80 dB(A) đến 90 dB(A) ở cách 1 m.
