變壓器本體噪音及其控制措施淺析

(特變電工沈陽變壓器集團有限公司 遼寧 沈陽 110144)

隨著人們環保意識的提高，近年來城市的擴建以及城區電網的改造，一些變電站有時要建在居民區附近。變壓器連續運行所發出的噪音對人們的正常生活和工作造成影響，夜間的影響尤為重要。因此，變壓器的噪音問題日益顯現出來。變壓器噪音不但污染環境、嚴重危害人體健康，而且影響設備的正常運行和使用壽命。因此變壓器的噪音與變壓器電器性能和機械性能一樣，都是變壓器極為重要的技術參數。加強變壓器噪音控制技術、產品所用材料的研究和開發以及加強制造工藝過程的控制，可以使變壓器噪音得到有效控制。

一、鐵心部分噪音產生的主要原因及降噪措施

1.硅鋼片的磁致伸縮是引起鐵心振動的主要原因，鐵心振動強弱是變壓器噪音大小的主要因素，高導磁優質硅鋼片提高了結晶方位的完整度，硅鋼片的特殊涂層增加其抗張力，從而降低了硅鋼片的磁致伸縮。因此，在相同磁密下，優質高精粒取向硅鋼片磁致伸縮比一般硅鋼片要小，產生的振動也相應減小，噪音可降低2～4dB。

2.鐵心磁通密度大噪音也大，降低鐵心磁通密度也使變壓器噪音有不同程度的降低。

3.磁通畸變影響著鐵心整體機械強度，目前廣泛采用的全斜交錯接縫鐵心，保證了心柱和鐵軛搭接，減小了磁通畸變，從而加強了鐵心整體機械強度。實踐證明，當磁密為1.7T時，采用全斜交錯接縫可降低噪音3～5dB。

4.)變壓器心柱產生的噪音可通過線圈和圍屏得到有效衰減，這樣本體噪音大部分來源于鐵軛的振動，因此增大鐵軛面積以減小鐵軛中的磁通密度來減小鐵軛的振動，從而達到降低噪音的目的。

5.鐵心片間加膠片、墊腳與油箱底之間加減震膠墊，鐵心片間的膠片可以減小心柱和鐵軛的振動，墊腳與油箱底之間的膠墊使得器身與箱底之間的剛性接觸變為彈性接觸，從而阻斷部分振動的傳遞，減小噪音的產生。

6.鐵心采用多級接縫，實踐證明，多級接縫鐵心比二級接縫鐵心空載噪音小很多，可使噪音降低3～5kB。目前，我公司交流產品采用五級接縫鐵心，在很大程度上改善了產品的噪音水平。

7.在鐵心端面涂環氧膠或聚酯膠，可增加鐵心表面張力約束，起到減少磁致伸縮量，從而達到降低噪音的目的。

二、油箱部分噪音產生的主要原因及降噪音措施

鐵心磁致伸縮所引起的鐵心振動通過兩條途徑傳遞給油箱，一條是固體傳遞路徑，鐵心的振動通過墊腳傳至油箱；第二條是液體傳遞路徑，鐵心的振動通過絕緣油傳至油箱，從而使箱壁振動而產生本體噪音。減小箱壁振動所采取的措施有：

1.增加油箱壁強度，減小箱壁振幅。同時要采用合理的焊接工藝，減小箱壁焊接變形，減少制作過程的殘余應力，提高油箱壁強度，從而降低由箱壁振動所產生的噪音。

2.在油箱底部與基礎間設置減震器，使箱底與基礎間的剛性接觸變為彈性接觸，以達到降低噪音的目的。

3.在油箱加強鐵中灌沙子，減小油箱壁的振動，以達到降低變壓器本體噪音的目的。

三、我們公司對噪音超標產品采取的措施

近期，我們公司有一臺三線圈有載自冷24MVA/220KV變壓器出現噪音不合格現象，技術協議要求較高，要求產品噪音為65dB,而產品實際噪音為71dB。鑒于此，我們對其做出了具體分析，在此臺產品中，根據以上提到的幾種降噪音措施，我們除了以下幾點掉以輕心外，其余措施都已采用(其中箱底與基礎間設置減震器在現場需要時添加)。首先，對于硅鋼片材質的選取，我們按照協議要求采用了韓國的27PHD090硅鋼片，但韓國硅鋼片對降低變壓器噪音效果不是很理想；其次，我們計算的磁通密度為1.751T；再次，鐵心軛截面所占心柱截面百分比相對較小；最后，我們的制造工藝過程可能存在一定的疏漏。

根據以上分析，我們對本臺產品及時做出了改進方案，首先，采用日本磁致伸縮小的高導磁硅鋼片27ZH100來代替韓國的27PHD090硅鋼片；其次，在原有鐵心直徑基礎上加大其填充率，既增大鐵心有效截面積，盡可能的降低鐵心磁通密度，使鐵心磁密由原來的1.751T降低到1.732T；再次，增加鐵心軛截面有效截面積，進一步降低鐵軛中的磁通密度，減小鐵軛振動；最后，嚴格管控生產及工藝過程的每一個環節，保證鐵心整體夾緊力均勻、適度，工裝工具使用正確，防止和減少硅鋼片在加工、生產過程中受到的機械撞擊，否則會使硅鋼片的磁致伸縮加大，從而增加鐵心噪音；在鐵心整體起立過程嚴格操作，防止產生松動；粘帶綁扎緊實、均勻，控制粘帶綁扎后鐵心外限尺寸不超差；剪片毛刺嚴格控制在0.0015mm以內；所有片不管浪距多大浪波一律控制在2mm以內，以此來保證鐵心厚度均勻，從而更容易滿足綁扎緊實、均勻。除此之外，我們還采取了一種前面沒有提到的降噪音措施，就是在鐵心裝配完成后，上部端面兩端尖角處加包減震絕緣膠墊。放置時用收縮帶通過膠墊綁扎孔將其固定好。此方法類似前面提到的在鐵心端面上涂環氧膠或聚酯膠的方法。

通過以上幾方面的進一步改進，加之生產制造過程的嚴格管控，仔細落實具體生產的工藝過程，此臺產品已通過全部試驗項目，其噪音為64dB,優于用戶要求，從而得到了用戶的認可。

結束語

對于變壓器本體噪音，一方面可通過減小鐵心振動和降低噪音發散能力來控制，另一方面，可通過減振及隔聲等措施，使噪音在傳播途徑中得以衰減。以保證變壓器長期安全穩定運行，更好地為用戶服務，滿足用戶需求。