对变压器运行噪音问题分析与探讨.docx

对变压器运行噪音问题分析与探讨对变压器运行噪音问题分析与探讨前言为现代化城市的高层建筑、机场、地铁、车站、港口以及居民稠密地区建立的变电站,对环境保护方面的要求不断提高.变电站中主要噪音源是变压器,因此,分析变压器产生噪音的根源,采取相应的措施,制造出各种类型的低噪音变压器就显得越来越重要。一、影响设备因素分析1、变压器噪音根据式：-U1=E1=-jπfN1Φm，当三相变压器空载运行时，绕组外加电压是正弦波形，与之平衡的电动势E及感应主磁通Φm也应是正弦波。由于磁路饱和影响，空载电流I。=f(ωt)呈尖顶波，进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的谐波分量(3、5、7…次)。其中以3次谐波辐值最大。启备变的副边绕组中有一组为三角形接法，为3次谐波提供了通路，也使主磁通接近正弦形。变压器谐波电流是由其励磁回路的非线性引起的，产生谐波电流的大小与变压器的铁心结构、铁心饱和程度以及变压器的连接方式都有关系。各次谐波电流所建立磁通增加变压器铁损和铜损之余，亦使硅钢片以倍频振动，增加电磁噪音，变压器局部过热等。2、电力系统谐波问题在工业和生活用电负载中，非线性负载占很大比例，这是电力系统谐波问题的主要来源。电弧炉是主要的非线性负载。荧光灯的伏安特性是严重非线性的，因此也会引起严重的谐波电流，其中3次谐波的含量最高。3次谐波还有可能引起谐振，使谐波放大，使电压波形也发生畸变。大功率整流或变频装置在现代工业中的应用极为广泛，这种基于电力电子的设备会产生严重的谐波电流，对电网造成严重污染，同时也使功率因数降低。有鉴于此《电能质量公用电网谐波》GB／T14549—93，规定要求保证电网中的电压总畸变率及各次谐波含有率必须控制在允许的范围之内，限制了谐波源注入电网的谐波电流及其在电网中产生的谐波电压，并对公用电网谐波的允许值及测试方法作严格的规定。虽然如此，谐波并不能完全得到消除，电网仍有些系统谐波传到电厂，使变压器受谐波影响。3.变压器铁芯对噪声的影响变压器运行时的噪音的主要来源与变压器的铁芯，与铁芯的结构形式、几何尺寸及其重量以及接缝方式、接缝区的搭接面积、制作工艺等因素有关。由于铁芯铁芯中的磁通密度分布的不均匀性和冷轧取向硅钢片磁性能的各向异性，使得铁芯不同区段的磁致伸缩是不均匀的。研究结果表明，在磁通转向的区段内，磁致伸缩将显著增加。采用斜接缝代替直接缝可降低铁芯噪声，当降低噪声的效果与接缝区搭接面积有关。增大接缝区面积，可是片间的摩擦力增加，从而提高铁芯的机械强度，但同时是磁通经过硅钢片非轧制方向的区域增加，而是噪音升高。因此，在满足铁芯机械强度的前提下，应尽量减小接缝区搭接面积，及降低铁芯的噪声。变压器的噪声与铁芯的夹紧力和铁芯的拉伸力密切相关。大量试验数据表明，铁芯的夹紧力有一个最佳值，铁芯在最佳夹紧力时噪声最低，改版铁芯夹紧力能够使变压器的噪声变化0~5dB（A）。在铁芯夹紧力不变的情况下，变压器的噪音水平与铁芯中的磁通密度和铁芯所处的状态（水平放置或垂直放置）有关。为了降低变压器的噪声，铁芯夹紧力应在0.08~0.12MPa，心柱的相对弯曲挠度应不大于0.2%。4.谐振对噪声的影响变压器是一个由各种结构件组成的弹性振动系统，该系统有许多固有振动频率。当变压器的铁芯、线圈、油箱及其他部件机械振动的固有频率接近或等于硅钢片磁致伸缩的基频及二、三、四次高频的频率（对于50Hz电源，指100Hz、200Hz、300Hz、400Hz）时，将会产生谐振，使变压器噪声显著增大。5.冷却装置的噪声变压器噪音的另一个主要来源是变压器的冷却装置，冷却装置的噪声主要是各种油泵和冷却风扇运行时自身振动和空气流动产生的。国内外变压器运行实践表明，对于油浸自冷式变压器，直接安装在油箱上的自冷式散热器产生的噪音，比变压器本体噪音低得多，可以不考虑。对于采用强迫油循环吹风冷却方式的变压器，能使变压器合成噪声比变压器本体提高4-6dB（A）。二、降低启备变压器空载噪音的有效措施1、降低变压器铁心的噪音措施铁心作为变压器噪音产生的主要来源，对其采取的降噪措施主要包括以下几点：（1）减小铁心的磁通密度，增加铁心的直径长度；采用具有良好磁致伸缩性能的高导磁硅钢片材料，此种材料导磁性高，抗张力性能好，对磁致伸缩方面的影响大大降低。另外，内应力对硅钢片的磁致伸缩影响很大，同样的磁通密度的硅钢片，内应力的大小之间影响磁致伸缩的升高速度，即内应力越大，磁致伸缩升高的速度越快。因此，要尽量减少铁心硅钢片的内应力。（2）对于铁心振动控制方面，加载弹性较大的隔振材料于铁心和接触件之间，同时也安装隔振材料于变压器和基础间之间，起到隔振的效果，对降噪比较有利。对于铁轭和垫块间存在的缝隙和器身定位均可用环氧腻子进行填充，以对铁心的振动进行控制。