噪聲的產(chǎn)生與降低變壓器噪聲的辦法

杜勇鋒　劉飛達(dá)

摘 要：產(chǎn)生變壓器噪聲的原因，改善變壓器噪聲的方法。

關(guān)鍵詞：變壓器噪聲；硅鋼片；磁振動；磁通密度；橡膠墊；冷卻風(fēng)扇

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.148

1 前言

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，大型變壓器被越來越廣泛的應(yīng)用到企業(yè)、廠礦、商業(yè)中心、醫(yī)院、學(xué)校、企業(yè)、機(jī)場、住宅小區(qū)等場所的供電系統(tǒng)當(dāng)中，變壓器產(chǎn)生的噪聲不可避免的將對周邊環(huán)境造成影響。人們對環(huán)境污染意識的逐漸提高，使得如何避免作為國際上公認(rèn)的三大公害之一的噪聲污染備受關(guān)注。降低、控制變壓器噪聲的問題愈發(fā)顯得迫在眉睫。

2 產(chǎn)生變壓器噪聲的原因

變壓器所發(fā)出的可聽見的噪聲是由變壓器產(chǎn)生的機(jī)械噪聲和空氣噪聲兩部分組成的，鐵心、繞組 、冷卻器是變壓器噪聲的三個根本聲源。鐵心由硅鋼片疊制而成，交變磁場作用在硅鋼片上，會使硅鋼片產(chǎn)生細(xì)微的變化，這種磁致伸縮引發(fā)的鐵心做周期振動；變壓器繞組中電流形成的電磁場中的電磁力以及漏磁場也會造成變壓器結(jié)構(gòu)部件的振動；變壓器本體各部件的振動以及冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行便是變壓器噪聲的根源。

3 改善變壓器噪聲的方法

3.1 減少振源噪聲

（1）高導(dǎo)磁硅鋼片是近年來新采用的材料，由于在制造時結(jié)晶方位的完整程度得到了提高，硅鋼片絕緣的薄膜進(jìn)行了改進(jìn)，硅鋼片的表面抗張力得到了提高，減少了磁致伸縮.高導(dǎo)磁硅鋼片能使90%的晶粒有最佳取向. 采用高導(dǎo)磁硅鋼片比采用普通硅鋼片可降低噪聲4dB（A）.

（2）降低鐵心磁密，可以降低噪聲。構(gòu)成變壓器本體鐵心的硅鋼片的磁致伸縮是產(chǎn)生噪聲的主要原因。大量的變壓器試驗(yàn)得出了變壓器鐵心的磁通密度決定了磁致伸縮的大小程度。變壓器本體噪聲與磁通密度是近似線性的關(guān)系。磁通密度每下降0.1T，噪聲可減弱2.5～3dB（A）。但是降低磁通密度，勢必要加大鐵心截面積，同時變壓器的等值容量和成本都隨之升高，從經(jīng)濟(jì)角度看是不劃算的。綜合考慮降低磁通密度，應(yīng)該控制在標(biāo)準(zhǔn)磁通密度的10%范圍內(nèi)。

（3）改進(jìn)鐵心疊片接縫技術(shù)。鐵心疊制采用多級接縫技術(shù)。采多級接縫替代兩級接縫的疊制技術(shù)可以降低空載噪聲，噪聲水平可下降3～4dB（A）。為了降低變壓器的勵磁容量及勵磁電流，大幅度減小聲功率，可以采用更小的鐵心接縫進(jìn)而降低鐵心振幅，改善空載噪聲。

（4）為了避免增大硅鋼片的磁致伸縮，增大噪聲，應(yīng)該控制硅鋼片在各生產(chǎn)工序中受到的機(jī)械碰撞。

（5）通過在鐵心原材料端面上涂刷環(huán)氧膠或聚酯膠，以求增加硅鋼片表面張力，也能夠降低磁致伸縮量，進(jìn)而改善噪聲。

（6）在變壓器的鐵心硅鋼片之間加裝橡膠墊， 能減少鐵心片間的磁振動， 可降低變壓器噪聲1～2dB（A）.

（7）鐵心綁扎緊固力要足夠大，且綁扎帶要放置均勻，以保持鐵心疊片平直，避免波浪變形。造成鐵心硅鋼片之間的磁振動。

3.2 增加減震措施吸收噪聲聲能

（1）變壓器的油箱底和地基會將一部分鐵心的機(jī)械噪聲傳遞到周圍環(huán)境。為了使噪聲在傳播路徑中的得到衰減，可以在變壓器器身與箱底之間以及箱底與地基之間安置緩沖器。想要利用彈性連接替代剛性連接，使部件振動傳遞到油箱時進(jìn)一步衰弱，避免共振發(fā)生，改善噪聲，可將減震腳墊放置在鐵心墊腳下以及振動部件與箱壁之間，進(jìn)而使噪聲水平下降2～4dB（A）。

（2）可以通過在油箱加強(qiáng)鐵中增加巖棉、玻璃纖維等隔音材料，以吸收振動能量的途徑來改善噪聲強(qiáng)度，使噪聲水平下降5～6dB（A）。

3.3從將變壓器的噪聲在空氣傳播過程中進(jìn)行隔斷的思路

可以在變壓器外設(shè)置隔音罩，通過多層隔聲板的布置，大幅度削弱通過空氣傳播的部分變壓器噪聲。同時配合消聲器的使用，在變壓器周圍安置數(shù)個能產(chǎn)生與變壓器噪聲抵消噪聲的發(fā)聲器，使噪聲水平下降15dB（A）左右。

3.4 降低變壓器風(fēng)冷卻裝置噪聲

3.4.1冷卻風(fēng)扇噪聲的控制

優(yōu)先選用自然冷卻的方式設(shè)計(jì)空載噪聲水平低的變壓器，在不使用油泵的情況下避免了風(fēng)扇和油泵在噪聲上的疊加。為了確保大容量、高電壓等級變壓器的散熱需求，選取冷卻器時，優(yōu)先選擇較低轉(zhuǎn)數(shù)的風(fēng)扇以及噪聲水平低的潛油泵。更好的風(fēng)扇片形、更大的風(fēng)扇直徑、葉片平衡度、葉片材料，同樣能夠有效改善冷卻器風(fēng)扇的噪聲水平。

3.4.2采用低噪聲潛油泵

3.5 當(dāng)變壓器不知在室內(nèi)時

為避免墻面反射噪聲造成的聲強(qiáng)增加，可以通過使用礦渣棉之類高吸聲系數(shù)的材料對墻體表面進(jìn)行涂覆，增強(qiáng)墻面吸收噪聲效果，進(jìn)而改善噪聲水平。

4 結(jié)束語

環(huán)保問題的日益升溫，是對變壓器生產(chǎn)制造商改進(jìn)噪聲控制技術(shù)，研發(fā)更優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)有力的敦促。跟隨時代的發(fā)展，生產(chǎn)出對環(huán)境更友好的產(chǎn)品，才能在滿足用戶需求的同時推動變壓器市場的不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣雪峰，黃文新.基于節(jié)能與減噪的電力變壓器多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].陜西：西安高壓電器研究所，2013.

[2]趙宏飛，馬紅忠等.電力變壓器油箱固有頻率測試及其影響分析[M].南京：南京電力自動化研究所，2013.

作者簡介：杜勇鋒（1989-），男，遼寧沈陽人，研究方向：電力變壓器研發(fā)與設(shè)計(jì)。