降低KBSG—R礦用隔爆型千式變壓器噪聲的措施

丁如玲

(黑龍江龍煤礦業(yè)股份有限公司 七臺河分公司電力部，黑龍江 七臺河154600)

0 前言

變壓器的噪聲與其電氣性能和機械性能一樣，都是變壓器極為重要的技術(shù)參數(shù)。 KBSG—R 礦用隔爆型干式變壓器雖然在井下綜采工作面放置， 但變壓器連續(xù)運行所發(fā)出的噪聲對礦工的工作及健康.將造成很大影響，而且也影響設(shè)備的正常運行和使用壽命，因此，對變壓器的噪聲問題進行深入的研究，并提出各種降噪措施有效地降低變壓器的噪聲有重要的意義。

1 變壓器噪聲主要來源

變壓器噪聲主要來源有2 個。一是，變壓器本體噪聲。它主要是由變壓器鐵心、繞組和油箱(包括磁屏蔽等)振動產(chǎn)生的噪聲，任何變壓器都存在這種噪聲。二是，變壓器冷卻裝置的噪聲。它主要是由變壓器冷卻風(fēng)扇、潛油泵、水冷卻器引起的噪聲，KBSG—R 礦用隔爆型干式變壓器沒有采用強迫冷卻裝置，不存在這種噪聲[1]。

2 變壓器本體噪聲

2.1 變壓器鐵心產(chǎn)生振動主要是磁致伸縮和硅鋼片的平面振動

磁致伸縮引起鐵心振動而產(chǎn)生噪聲。所謂磁致伸縮就是鐵心勵磁時，沿磁力線方向硅鋼片的尺寸要增加，而垂直于磁力線方向硅鋼片的尺寸要縮小。

這種尺寸的變化稱為磁致伸縮。磁致伸縮使得鐵心隨著勵磁頻率的變化而周期性地振動。 硅鋼片的平面振動。 由硅鋼片之間的電磁吸引力產(chǎn)生，主要是出現(xiàn)在鐵心邊緣和鐵軛的接縫之間。

2.2 當(dāng)繞組中有負載電流通過時，負載電流產(chǎn)生的漏磁引起繞組、油箱壁(包括磁屏蔽等)的振動

由于R 型鐵心卷繞式變壓器鐵心基本上沒有接縫，只有內(nèi)區(qū)與內(nèi)區(qū)、內(nèi)區(qū)與外區(qū)的整合，再加上心柱和內(nèi)外區(qū)鐵軛都用環(huán)氧玻璃絲粘帶綁扎，因此，電磁吸引力引起的鐵心振動比由硅鋼片磁致伸縮引起的鐵心振動要小得多，可以忽略不計。 R 型鐵心卷繞干式變壓器的額定工作磁密通常取1.65T 以下，國內(nèi)外的研究和試驗均證明，在這樣的磁密范圍內(nèi)，負載電流產(chǎn)生的漏磁引起的繞組、油箱壁(包括磁屏蔽等)的振動與硅鋼片的磁致伸縮引起的鐵心振動相比要小得多，也可以忽略不計。 這就是說，R 型鐵心卷繞干式變壓器的本體振動主要來源于磁致伸縮引起的鐵心的振動。鐵心的磁致伸縮振動通過鐵心墊腳和絕緣介質(zhì)這兩條路徑傳遞給油箱壁，使箱壁(包括磁屏蔽等)振動而產(chǎn)生本體噪聲，并以聲波的形式均勻地向四周發(fā)射。

3 降低變壓器噪聲的方法

3.1 降低變壓器本體噪聲的措施

3.1.1 采用磁致伸縮小的硅鋼片

磁致伸縮小的硅鋼片在同一工作磁通密度下，與一般晶粒取向的普通硅鋼片相比，可降低噪聲3dB(A)-4dB(A)。

3.1.2 設(shè)計參數(shù)和制造工藝對噪聲有較大的影響

干式變壓器噪聲主要起源于鐵心，設(shè)計時所取鐵心直徑及磁通密度的大小對變乓器噪聲有直接的影響。由試驗數(shù)據(jù)所得出的關(guān)系曲線可以看出，噪聲與鐵心尺寸及磁通密度都是成正比例的。一般情況下，磁通密度降低0.1T，變壓器噪聲可降低2dB(A)-3dB(A)。 所以，設(shè)計時應(yīng)盡量減小磁通密度。 干式變壓器磁通密度一般取1.6T 左右。 另外，鐵心制造工藝對噪聲也有較大影響。 如果硅鋼片毛刺增大，變壓器噪聲就會有明顯增加。

3.1.3 繞制鐵心過程中要注意工裝中心重合和硅鋼片受壓力均勻R型鐵心卷繞干式變壓器鐵心在繞制過程中要注意三心合一，即送料機定位中心、卷繞機中心、壓片滾長度位置中心必須重合。三心不重合會造成如下現(xiàn)象：①一面緊，一面疏；②疏邊會產(chǎn)生鄒摺波浪；③鐵心端面非圓型和規(guī)則的橢圓型。這幾種情況對變壓器的電氣性能和噪聲都有較大影響[4]。

3.1.4 內(nèi)區(qū)與內(nèi)區(qū)之間的緊固

R 型鐵心卷繞干式變壓器鐵心在繞制過程中兩個內(nèi)區(qū)單獨繞制，在繞制外區(qū)時一定要把2 個內(nèi)區(qū)貼緊，下面是1000kVA 試驗數(shù)據(jù)，說明了松緊程度對噪聲的影響較大，相差3dB(A)～5dB(A)。根據(jù)位置測試的試驗數(shù)據(jù)(器身裝配后測定)

3.2 在器身下或箱殼底加裝減震裝置

鐵心中產(chǎn)生的噪聲大部分是通過介質(zhì)傳遞到箱殼上，再由箱殼輻射出去；另一部分則是通過箱殼與基礎(chǔ)傳出去的。 如果在器身與箱殼之間或箱殼與基礎(chǔ)之間用彈性聯(lián)接代替剛性聯(lián)接，就能使噪聲通過減震器逐漸衰減。 裝在器身內(nèi)部的減震器可以用高溫硬橡膠墊。 裝在箱殼外面的減震，可用彈簧結(jié)構(gòu)”。 為了避免共振，必須使彈簧的固有頻率大大低于鐵心的磁致伸縮振動的固有頻率(100Hz)。此法可降低噪聲2dB(A)～3dB(A)。

4 采用現(xiàn)代噪聲控制技術(shù)的展望

4.1 采用有源消聲技術(shù)來降低變壓器噪聲

有源消聲技術(shù)是一種新的噪聲控制技術(shù)，它是采用發(fā)出相同功率但相位相反的聲音來抵消已有的噪聲。國外已有應(yīng)用，效果較好。我國已經(jīng)開展了有源消聲技術(shù)的研究工作，其中中國科學(xué)院聲學(xué)研究所和西北工業(yè)大學(xué)在這方面已取得了一些成果。相信不久的將來此項技術(shù)也能在我國變壓器產(chǎn)品上應(yīng)用。

4.2 采用隔聲技術(shù)降低變壓器噪聲

理論上分析，在噪聲傳播方向設(shè)置隔聲墻，最大能降低變壓器噪聲10 dB(A)。 因為變壓器噪聲是向各個方向傳播的，所以應(yīng)該在變壓器的周圍設(shè)置四面隔聲墻。 但KBSG—R 礦用隔爆型干式變壓器運行溫升較高，如何進行隔聲墻的設(shè)計有待研究。

5 結(jié)束語

變壓器噪聲涉及到變壓器制造用的材料、結(jié)構(gòu)、制造工藝、生產(chǎn)者水平等多方面綜合因素，降低變壓器噪聲是一個比較復(fù)雜的長期研究課題，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新學(xué)科、新材料、新工藝的出現(xiàn)，降低變壓器噪聲是能夠?qū)崿F(xiàn)的。

［1］謝毓城.電力變壓器手冊[S].北京：機械工業(yè)出版社，2003，1.

［2］林明芳.變壓器的噪聲及其合理控制[J].韶關(guān)學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2004，9.