對(duì)變壓器運(yùn)行噪音問(wèn)題分析與探討

1、對(duì)變壓器運(yùn)行噪音問(wèn)題分析與討論對(duì)變壓器運(yùn)行噪音問(wèn)題分析與討論前言為現(xiàn)代化城市的高層建筑、機(jī)嘗地鐵、車(chē)站、港口以及居民稠密地區(qū)建立的變電站,對(duì)環(huán)境保護(hù)方面的要求不斷進(jìn)步.變電站中主要噪音源是變壓器,因此,分析變壓器產(chǎn)生噪音的根源,采取相應(yīng)的措施,制造出各種類型的低噪音變壓器就顯得越來(lái)越重要。一、影響設(shè)備因素分析1、變壓器噪音根據(jù)式：-U1=E1=-jfN1，當(dāng)三相變壓器空載運(yùn)行時(shí)，繞組外加電壓是正弦波形，與之平衡的電動(dòng)勢(shì)E及感應(yīng)主磁通也應(yīng)是正弦波。由于磁路飽和影響，空載電流I。=f(t)呈尖頂波，進(jìn)展傅立葉級(jí)數(shù)分解，除了得到與電網(wǎng)基波頻率一樣的分量，還得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的諧波分量(3、5

2、、7次)。其中以3次諧波輻值最大。啟備變的副邊繞組中有一組為三角形接法，為3次諧波提供了通路，也使主磁通接近正弦形。變壓器諧波電流是由其勵(lì)磁回路的非線性引起的，產(chǎn)生諧波電流的大小與變壓器的鐵心構(gòu)造、鐵心飽和程度以及變壓器的連接方式都有關(guān)系。各次諧波電流所建立磁通增加變壓器鐵損和銅損之余，亦使硅鋼片以倍頻振動(dòng)，增加電磁噪音，變壓器局部過(guò)熱等。2、電力系統(tǒng)諧波問(wèn)題在工業(yè)和生活用電負(fù)載中，非線性負(fù)載占很大比例，這是電力系統(tǒng)諧波問(wèn)題的主要來(lái)源。電弧爐是主要的非線性負(fù)載。熒光燈的伏安特性是嚴(yán)重非線性的，因此也會(huì)引起嚴(yán)重的諧波電流，其中3次諧波的含量最高。3次諧波還有可能引起諧振，使諧波放大，使電壓波形也

3、發(fā)生畸變。大功率整流或變頻裝置在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用極為廣泛，這種基于電力電子的設(shè)備會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波電流，對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重污染，同時(shí)也使功率因數(shù)降低。有鑒于此?電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波?GBT1454993，規(guī)定要求保證電網(wǎng)中的電壓總畸變率及各次諧波含有率必須控制在允許的范圍之內(nèi)，限制了諧波源注入電網(wǎng)的諧波電流及其在電網(wǎng)中產(chǎn)生的諧波電壓，并對(duì)公用電網(wǎng)諧波的允許值及測(cè)試方法作嚴(yán)格的規(guī)定。雖然如此，諧波并不能完全得到消除，電網(wǎng)仍有些系統(tǒng)諧波傳到電廠，使變壓器受諧波影響。3.變壓器鐵芯對(duì)噪聲的影響變壓器運(yùn)行時(shí)的噪音的主要來(lái)源與變壓器的鐵芯，與鐵芯的構(gòu)造形式、幾何尺寸及其重量以及接縫方式、接縫區(qū)的搭接面積、制本

4、文由論文聯(lián)盟.LL.搜集整理作工藝等因素有關(guān)。由于鐵芯鐵芯中的磁通密度分布的不均勻性和冷軋取向硅鋼片磁性能的各向異性，使得鐵芯不同區(qū)段的磁致伸縮是不均勻的。研究結(jié)果說(shuō)明，在磁通轉(zhuǎn)向的區(qū)段內(nèi)，磁致伸縮將顯著增加。采用斜接縫代替直接縫可降低鐵芯噪聲，當(dāng)降低噪聲的效果與接縫區(qū)搭接面積有關(guān)。增大接縫區(qū)面積，可是片間的摩擦力增加，從而進(jìn)步鐵芯的機(jī)械強(qiáng)度，但同時(shí)是磁通經(jīng)過(guò)硅鋼片非軋制方向的區(qū)域增加，而是噪音升高。因此，在滿足鐵芯機(jī)械強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量減小接縫區(qū)搭接面積，及降低鐵芯的噪聲。變壓器的噪聲與鐵芯的夾緊力和鐵芯的拉伸力親密相關(guān)。大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明，鐵芯的夾緊力有一個(gè)最正確值，鐵芯在最正確夾緊力時(shí)噪

5、聲最低，改版鐵芯夾緊力可以使變壓器的噪聲變化05dBA。在鐵芯夾緊力不變的情況下，變壓器的噪音程度與鐵芯中的磁通密度和鐵芯所處的狀態(tài)程度放置或垂直放置有關(guān)。為了降低變壓器的噪聲，鐵芯夾緊力應(yīng)在0.080.12Pa，心柱的相對(duì)彎曲撓度應(yīng)不大于0.2%。4.諧振對(duì)噪聲的影響變壓器是一個(gè)由各種構(gòu)造件組成的彈性振動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)有許多固有振動(dòng)頻率。當(dāng)變壓器的鐵芯、線圈、油箱及其他部件機(jī)械振動(dòng)的固有頻率接近或等于硅鋼片磁致伸縮的基頻及二、三、四次高頻的頻率對(duì)于50Hz電源，指100Hz、200Hz、300Hz、400Hz時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生諧振，使變壓器噪聲顯著增大。5.冷卻裝置的噪聲變壓器噪音的另一個(gè)主要來(lái)源是

6、變壓器的冷卻裝置，冷卻裝置的噪聲主要是各種油泵和冷卻風(fēng)扇運(yùn)行時(shí)自身振動(dòng)和空氣流動(dòng)產(chǎn)生的。國(guó)內(nèi)外變壓器運(yùn)行理論說(shuō)明，對(duì)于油浸自冷式變壓器，直接安裝在油箱上的自冷式散熱器產(chǎn)生的噪音，比變壓器本體噪音低得多，可以不考慮。對(duì)于采用強(qiáng)迫油循環(huán)吹風(fēng)冷卻方式的變壓器，能使變壓器合成噪聲比變壓器本體進(jìn)步4-6dBA。二、降低啟備變壓器空載噪音的有效措施1、降低變壓器鐵心的噪音措施鐵心作為變壓器噪音產(chǎn)生的主要來(lái)源，對(duì)其采取的降噪措施主要包括以下幾點(diǎn)：1減小鐵心的磁通密度，增加鐵心的直徑長(zhǎng)度；采用具有良好磁致伸縮性能的高導(dǎo)磁硅鋼片材料，此種材料導(dǎo)磁性高，抗張力性能好，對(duì)磁致伸縮方面的影響大大降低。另外，內(nèi)應(yīng)力對(duì)硅

7、鋼片的磁致伸縮影響很大，同樣的磁通密度的硅鋼片，內(nèi)應(yīng)力的大小之間影響磁致伸縮的升高速度，即內(nèi)應(yīng)力越大，磁致伸縮升高的速度越快。因此，要盡量減少鐵心硅鋼片的內(nèi)應(yīng)力。2對(duì)于鐵心振動(dòng)控制方面，加載彈性較大的隔振材料于鐵心和接觸件之間，同時(shí)也安裝隔振材料于變壓器和根底間之間，起到隔振的效果，對(duì)降噪比較有利。對(duì)于鐵軛和墊塊間存在的縫隙和器身定位均可用環(huán)氧膩?zhàn)舆M(jìn)展填充，以對(duì)鐵心的振動(dòng)進(jìn)展控制。利用鐵心上部的定位件用螺栓進(jìn)展箱體和器身的固定，以防止鐵心共振的產(chǎn)生。放置減震橡膠于鐵心的墊腳處，以減少振動(dòng)的產(chǎn)生。3對(duì)鐵心的材料外表涂刷膠層，可起到將作用于邊緣的內(nèi)應(yīng)力抵消的作用，這樣可間接的減小了內(nèi)應(yīng)力的磁致伸縮

8、的影響。對(duì)于鐵心的夾件構(gòu)造可加以改進(jìn)，對(duì)其夾緊力進(jìn)展合理控制，對(duì)降低噪音也可以起到一定的效果。4改進(jìn)鐵芯構(gòu)造，每級(jí)的鐵軛與心柱片寬之比，應(yīng)與他們的截面積之比相等。這樣可以防止磁通由心柱進(jìn)入鐵軛時(shí)，由于產(chǎn)生垂直于硅鋼片外表的磁通而引起噪聲升高。鐵芯采用45全斜接縫，可以降低鐵芯轉(zhuǎn)角處的磁致伸縮，降低鐵芯噪聲約4dBA。在保證鐵芯機(jī)械強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量減小接縫區(qū)搭接面積，時(shí)轉(zhuǎn)角處磁通經(jīng)過(guò)硅鋼片非軋制方向的區(qū)域減小，以降低噪聲。5采用先進(jìn)的加工工藝，在硅鋼片剪切、疊積及起立的消費(fèi)過(guò)程中，應(yīng)盡量防止各種外力對(duì)磁致伸縮特性的不良影響，尤其要防止彎曲應(yīng)力。鐵芯綁扎緊固力要足夠大，且綁扎均勻，以保持鐵芯疊

9、片平直，防止?jié)娎俗冃巍?、對(duì)變壓器整體進(jìn)展降噪的措施除了對(duì)變壓器鐵心采取關(guān)鍵部位的降噪措施外，還應(yīng)對(duì)變壓器的整體采取有效的降噪措施：1裝置隔音層。隔音層不僅可以將穿過(guò)的噪音進(jìn)展局部的吸收，發(fā)揮噪音降低的作用，還可以將變壓器的本體噪音進(jìn)展回歸反射，通過(guò)反射循環(huán)，到達(dá)降低噪音的目的。在安裝時(shí)，可將隔音板在油箱的加強(qiáng)鐵上用螺栓進(jìn)展嚴(yán)密的固定，成為隔音層，此種方法對(duì)變壓器本體噪音的降低有較好的效果，被廣泛使用。2噪音抵消法。降低噪音采用消聲法，即在變壓器周?chē)?以內(nèi)安裝噪音發(fā)聲器多個(gè)，用這些噪音發(fā)聲器發(fā)出的噪音與變壓器產(chǎn)生的噪音發(fā)生作用，使二者互相產(chǎn)生抵消的效果。發(fā)生器噪音的干擾了變壓器的噪音，使其受到破壞，以到達(dá)降低變壓器噪音的效果；3其它方法的運(yùn)用。在對(duì)變壓器的設(shè)計(jì)時(shí)，要預(yù)先考慮到變壓器空載運(yùn)行中噪音降低的效果，在進(jìn)展制作時(shí)可推薦使用自冷式的散熱器，這樣可防止風(fēng)扇和油泵的噪聲同時(shí)存在而產(chǎn)生的疊加。同時(shí)，可以在散熱片的數(shù)量上進(jìn)展適量的添加，以適應(yīng)大型變壓器的需要。變壓在布置在室內(nèi)時(shí)，可使用吸音材料于室內(nèi)的墻面上形成隔音層，這樣可以發(fā)揮隔音層的吸音和反射的雙