關(guān)于降低變壓器噪音的研究

1、關(guān)于降低變壓器噪音的研究 摘 要：文章分析與探討了變壓器噪音的來(lái)源，并試圖通過(guò)各種措施降低變壓器噪聲，從而在某種程度上解決變壓器在運(yùn)行過(guò)程中的噪音問(wèn)題。 關(guān)鍵詞：變壓器；磁密；接縫 前言 變壓器噪音主要來(lái)源于變壓器鐵心片在交流電壓作用下引起的磁滯伸縮，該磁滯伸縮和作用電壓的頻率有關(guān)。在該頻率下，磁滯伸縮可以在變壓器鐵心片中產(chǎn)生一種縱向形變而導(dǎo)致振動(dòng)，由于磁致伸縮應(yīng)變特性不是真正意義上的正弦曲線，因此有時(shí)即使降低了磁通密度，但變壓器鐵心噪音反而會(huì)增大。降低磁通密度的經(jīng)濟(jì)性極差，因而從可操作性和經(jīng)濟(jì)性上考慮，可以采用其他措施降低鐵心片的橫向振動(dòng)來(lái)降低噪音。 1 變壓器噪音的發(fā)生與傳播 1.1 變壓

2、器本體的噪音 變壓器本體的噪音由鐵心振動(dòng)引起，是鐵心磁滯伸縮的物理現(xiàn)象產(chǎn)生的，由于變壓器交流勵(lì)磁，鐵心交變磁場(chǎng)以電源周波的二倍變化，使鐵心磁滯伸縮反復(fù)發(fā)生產(chǎn)生振動(dòng)，其波形的基波是周波數(shù)的整數(shù)倍。例如50hz的變壓器噪音頻率的主要成分是100hz，200hz，300hz等。 1.2 冷卻器噪音 變壓器冷卻方式不同其噪音水平也不同，大容量變壓器強(qiáng)油風(fēng)冷噪音源是風(fēng)扇和油泵。風(fēng)扇的噪音是同轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速越高噪音越大。油泵發(fā)生噪音一般不成問(wèn)題，只有在要求噪音在55db以下才不可忽略。冷卻器的噪音、變壓器本體的振動(dòng)由冷卻器的配管支架等結(jié)構(gòu)件傳播，因此變壓器本體、冷卻器的配管支架等要避開(kāi)共振范圍。

3、1.3 其他方面的噪音 變壓器本體上的開(kāi)關(guān)切換、濾油機(jī)動(dòng)作一般也產(chǎn)生噪音，但我們一般不對(duì)他們采取措施。 2 變壓器的噪音解決措施 針對(duì)變壓器形式不同，噪音水平要求不同采取不同的對(duì)策，一般采取下述方法。 2.1 降低磁密的方法 變壓器本體噪音主要發(fā)生源是鐵心的磁滯伸縮現(xiàn)象，因此要考慮磁密的降低，變壓器磁密越高鐵心截面積越小，當(dāng)沒(méi)有噪音水平要求時(shí)一般磁密按1.7t考慮，當(dāng)變壓器磁密從1.7t降到1.6t時(shí)噪音可降低23db，由于磁密鐵心截面積增大，導(dǎo)線、絕緣件、絕緣油重、油箱尺寸都要加大，材料增加。在設(shè)計(jì)時(shí)考慮選取合理的磁密，但是由前面的分析我們可以看出降噪音不能一味地降磁密，磁密“b”的下降可使

4、鐵心噪聲下降，但不同的硅鋼片，不同的工藝，不同的結(jié)構(gòu)降低噪聲程度是不同的。且磁密的過(guò)分降低也導(dǎo)致了變壓器重量增加的同時(shí)體積也增加，使噪聲發(fā)射面積增大，因而使噪聲聲功率級(jí)增大，變壓器的制造成本也大大增加。在鐵心片的結(jié)構(gòu)形式上充分利用冷軋硅鋼片的特點(diǎn)，采用45全斜接縫，采用多級(jí)階梯接縫。 因此完全依靠降低磁密來(lái)獲取變壓器大幅度降低噪聲是不可取的，一般工作磁密降低幅度應(yīng)控制在10%左右。 2.2 改進(jìn)鐵心電工鋼片的方法 從鐵心片的材質(zhì)來(lái)考慮，盡量采用磁滯伸縮小的硅鋼片，如hi-b高取向的高導(dǎo)磁硅鋼片，這種硅鋼片由于提高了晶粒取向的完整度，改善了絕緣涂層，增強(qiáng)了涂層的抗張力，從而降低了磁滯伸縮，在同一

5、工作磁密下與一般晶粒取向的硅鋼片相比可降低噪聲2-4db（a）。但是這種硅鋼片由于本身的材質(zhì)較好，因而任何外界的不規(guī)范的操作對(duì)鐵心片的質(zhì)量影響都很大。所以在使用上需嚴(yán)格控制工藝，將起吊和搬運(yùn)的次數(shù)降到最低限度，一次不規(guī)范的起吊和搬運(yùn)，對(duì)變壓器噪音的影響在11.5db。并采用不疊上鐵軛工藝，減少因再次插片時(shí)引起的對(duì)硅鋼片性能的影響。同時(shí)還需嚴(yán)格控制刀具的質(zhì)量，以防鐵心片邊緣毛刺過(guò)大影響鐵心夾緊的質(zhì)量和夾緊力的均勻分布。 2.3 改進(jìn)鐵心結(jié)構(gòu) 將鐵心片改為一片一疊，改善接縫處磁通分布，改進(jìn)接縫結(jié)構(gòu)也能降低噪音。由于改變接縫制造復(fù)雜，因此也不多用，低噪聲變壓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都是圍繞夾緊力均勻和增加阻尼兩

6、個(gè)方面展開(kāi)的。鐵心夾件采用寬幅鋼板，以保證整個(gè)夾件的剛度，使夾緊力能均勻的分布到鐵心片上。鐵心片在疊積完成以后，在均勻的壓緊力作用下要考慮將鐵心片用膠涂刷使之凝固后成一個(gè)整體，同時(shí)在墊腳與下鐵軛之間也同樣處理，以便將鐵心片受的力均勻的通過(guò)墊腳傳遞到油箱。鐵心和低壓硬紙筒之間采用圓木撐緊，且增加圓木的檔數(shù)，將鐵心和紙筒結(jié)合成一個(gè)整體。在鐵軛和夾件幅板之間采用層壓木制成的階梯塊撐緊，加工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格保證其加工精度，以保證每檔鐵心都被撐的很緊。在撐的過(guò)程中，因格外注意接縫處的壓緊。增加阻尼的方法是在鐵心片之間、鐵心片和結(jié)構(gòu)件之間增加非剛性的結(jié)構(gòu)件。鐵心片每隔一定的厚度加一張絕緣紙板，也有阻尼的作用。夾件

7、絕緣是在整塊層壓紙板上進(jìn)行銑加工，既有強(qiáng)度，同時(shí)又使鐵心片受到均勻壓緊力。在鐵心和下節(jié)油箱之間采用墊腳絕緣用層壓紙板銑加工，強(qiáng)度高，同時(shí)在噪音傳遞的路徑上起到阻尼的作用，箱壁采用瓦楞折板結(jié)構(gòu)，剛度好，有較高的自振頻率。 2.4 遮音板降低變壓器噪音 在5db以上的大幅度降低變壓器噪音情況下比較實(shí)用的方法是使用隔音板，隔音板由隔音材料和吸音材料構(gòu)成，隔音材料一般由鋼板構(gòu)成，頻率越高反射越大，材料質(zhì)量越重透過(guò)能力越小。材料越厚降低噪音效果越好。吸音材料一般用巖棉構(gòu)成，吸音材料應(yīng)具有安定性、經(jīng)濟(jì)性、容易加工。一般根據(jù)變壓器降低噪音要求幅度不同而使用不同種類(lèi)的隔音板，根據(jù)降低變壓器噪音的效果大小隔音板

8、分三類(lèi)。 2.4.1 本體直付式隔音板 直接安裝在變壓器油箱上，用雙層鋼板內(nèi)襯有彈性的樹(shù)脂材料，鋼板厚3mm 2層中間用樹(shù)脂粘牢，共厚6mm中間樹(shù)脂很薄不計(jì)尺寸，隔音板上鉆孔，油箱上焊彎板用螺栓聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)處要內(nèi)外加膠墊。安裝自由度比較大，可以哪個(gè)部位噪音大在哪個(gè)部位安裝，直付式隔音板能降低噪音510db的程度。 2.4.2 無(wú)蓋式重鐵隔音板 此種隔音板只有在需要降低噪音1015db時(shí)采用，該種隔音板由鋼板和隔音材料組成，隔音材料一般是巖棉用塑料布包扎，（塑料布厚50）膠帶紙粘牢以防水，將帶座的鋼針先焊或粘在鋼板上將包好的巖棉扎上，扣上一圓形小帽，小帽由塑料帽和鋼片組成，塑料帽直徑約25毫米左右

9、，鋼片中心有小圓孔四邊開(kāi)縫，鋼片微向里凹，（日本市場(chǎng)上有出售）鋼針穿入小孔時(shí)鋼片倒卡住鋼針，塑料帽鋼針一般在鋼板上隔300毫米左右固定一處。隔音板可由單層鋼板組成，有時(shí)也可象直付式隔音板造成雙層的，重鐵隔音板如果需要還可制造的距變壓器有一定距離供人通過(guò)，以供檢修，隔音板要自立以避免與變壓器硬聯(lián)結(jié)，蓋上還應(yīng)考慮防水。 2.4.3 有蓋式重鐵隔音板 有蓋式重鐵隔音板除頂部有蓋外，其余同無(wú)蓋式重鐵隔音板.由于構(gòu)造復(fù)雜一般在需降低噪音20db時(shí)采用，頂蓋對(duì)升高座及聯(lián)管處要開(kāi)孔，隔音板頂部蓋與升高座間既要有間隙又不能漏水，隔音板通常留有入孔，入孔一般兩個(gè)一般在四角，內(nèi)部可裝燈或持手電入內(nèi)，隔音板通常制成固定尺寸的板塊式，根據(jù)需要拼裝，拼裝時(shí)塊間可留間隙。 3 結(jié)束語(yǔ) 針對(duì)對(duì)變壓器機(jī)理以上的分析，我們對(duì)降低變壓器噪音采取了相關(guān)措施，使110kv變壓器的噪音得到了明顯的解決，同時(shí)可以將變