改進型低噪聲變壓器設計實例

任淑影

摘? 要：該文簡單介紹了噪聲污染和低噪聲變壓器的產生背景，噪聲污染危害人類社會及公共安全。隨著人們環保意識的提高和國家對環保問題的重視，噪聲污染已成為一個亟待解決的問題。針對該公司低噪聲變壓器，結合該廠實際加工生產工藝，對設計過程中采取的一系列具體措施進行分別敘述;最后跟蹤試驗產品的試驗結果并歸納總結，為以后制作同類型產品積累經驗數據。

關鍵詞：低噪聲;變壓器;改進實例

中圖分類號：TM401? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

噪聲污染已成為一個亟待解決的問題，各種電力設備也都進行了噪聲控制技術改進。變壓器噪聲與其他電氣性能和機械性能一樣，都是變壓器的重要技術參數。尤其國網、南網等用戶對此項性能指標要求也越來越苛刻。變壓器噪聲水平的高低，成為衡量變壓器生產廠家設計和制造水平的重要指標。一般對于變壓器噪聲水平要求都不大于60 dB。為了滿足用戶需求，2012年，該公司針對南網貴州一批產品，依據該公司多年制造電力變壓器的經驗，在此基礎上采取了一些改進措施，包括降低磁密、選用低噪聲風機、對鐵心疊片各夾持件的結構改進等，取得了較好的效果。

1 我公司改進型低噪聲變壓器具體措施

1.1 產品基本信息

產品型號：SSZ11-40000/110

額定容量：40 000 kVA

電壓比：110±8×1.25%/10.5 kV

聯結組別：YNd11

短路阻抗：10.5%

冷卻方式：ONAN

噪聲水平：55 dB

1.2 具體措施

1.2.1 采用合適的磁密

變壓器噪聲主要來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。磁滯伸縮可以在變壓器鐵心片中產生一種縱向形變而導致振動，由于磁滯伸縮應變特性不是真正意義上的正弦曲線，因此有時即使降低了磁通密度，但變壓器鐵心噪聲反而會增大。所以不能一味降低磁密減小噪聲，在該次改進中，結合合同產品本身具體要求，采用軟件進行了模擬仿真，我們選擇了合適的磁密。

1.2.2 采用HI-B高取向的高導磁硅鋼片

這種材質由于提高了晶粒取向的完整度，改善了絕緣涂層，增強了涂層的抗張力，從而降低了磁滯伸縮“ε”，在同一工作磁密下與一般晶粒取向的硅鋼片相比可降低噪聲2 dB～4 dB（A）。

1.2.3 嚴格控制加工工藝

由于高導磁硅鋼片本身的材質較好，因此任何外界的不規范的操作對鐵心片質量的影響都很大。所以在使用上需嚴格控制工藝，將起吊和搬運的次數降到最低程度，一次不規范的起吊和搬運，對變壓器噪聲的影響在1 dB～1.5 dB。并采用不疊上鐵軛工藝，減少因再次插片時引起的對硅鋼片性能的影響。同時還需嚴格控制刀具的質量，以防鐵心片邊緣毛刺過大影響鐵心夾緊的質量和夾緊力的均勻分布。疊完后的鐵心疊片四角采用涂漆固化工藝，降低片與片間震動造成的噪聲。

1.2.4 采取措施減少鐵心疊片松動形成的噪聲

在疊片撐緊處采用多級墊塊、層壓木夾件絕緣以及二合一枕木等，可以增大各夾持件與疊片的接觸面，形成穩固的支撐，減少疊片松動形成的噪聲。具體如下：1）鐵軛采用聚酯打包帶綁扎，每窗口左右各兩道，注意躲開夾件絕緣的支撐部分。2）旁螺桿處枕木采用二合一結構，如圖1（a）所示。即2個旁螺桿共用一個枕木，兩級一臺階。在設計過程中，注意整體的墊塊與鐵心尖角相碰處去角。3）墊腳處鐵心墊塊，增加撐緊級數，原則上兩級一臺階。加工時嚴格保證加工精度，以保證每檔鐵心都被撐得很緊，如圖1（b）所示。4）在撐板下方增加支撐墊塊撐緊鐵心，兩級一臺階，如圖1（c）所示。5）將夾件絕緣由紙板黏墊塊結構改為整體層壓木帶銑槽結構。改進后的結構強度優于原結構，對鐵心疊片的夾持更緊。為了可靠夾緊鐵軛，需將夾件絕緣延伸至心柱邊緣拉板上方。6）對于D型軛鐵心建議將吊軸移至軛中心線處，加長拉板及拉板絕緣。

1.2.5 油箱灌沙降噪，阻隔噪聲傳遞

在油箱箱壁焊裝槽型加強鐵，在加強鐵中灌滿干凈的河沙，用蓋板將端口封好。還有一種油箱降噪方式，是在油箱外壁焊接固定板，將巖棉固定在固定板上，再用蓋板封好。相比較前一種灌沙方法比較簡單易操作，所以我們選擇了前者。

1.2.6 鐵心墊腳與箱底間放置復合墊板

該復合墊板由橡膠板和絕緣紙板構成。橡膠板可以緩沖壓力，減小噪聲，絕緣紙板隔絕墊腳與箱底，避免鐵心多點接地，影響變壓器安全性能。

1.2.7 采用低噪聲風機

這也是影響變壓器噪聲的一個很重要因素，由于噪聲越低風機成本就越高，兼顧經濟性選用合適的低噪聲風機即可。

2 試驗結果及分析

通過采用以上改進措施，取得了較好的效果，試驗結果見表1。

影響變壓器噪聲的主要因素在鐵心、繞組、冷卻器風機等，該公司針對這幾大部分分別采取不同的改進措施，選取合適的鐵心磁密，更優質的硅鋼片材料，多級木墊塊結構，低噪聲風機以及合理的油箱結構等，通過對以上5臺產品的追蹤，最終的噪聲水平控制在55 dB以下，原來公司SSZ11-40000/110產品制作完成后噪聲水平均在62 dB左右，經過采取以上措施后，完全可以滿足市場用戶的需求。

3 結語

由于每個公司的加工制造工藝設計水平都有所不同，在控制變壓器噪聲的過程中，要結合自己公司的實際生產加工工藝，選取合適的經驗數據，像磁密的選擇，是否采用不疊上鐵軛工藝等。采取以上措施可以有效降低變壓器噪聲，可能會因公司不同有所差異。

參考文獻

[1]謝毓城.電力變壓器手冊[M].北京：機械工業出版社，2003.

[2]崔貴峰.35kV 干式變壓器的常見故障及對策分析[J].城市建設理論研究（電子版），2017（6）：7.