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(tuán)有限公司 遼寧 沈陽 110144)

隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，近年來城市的擴(kuò)建以及城區(qū)電網(wǎng)的改造，一些變電站有時(shí)要建在居民區(qū)附近。變壓器連續(xù)運(yùn)行所發(fā)出的噪音對(duì)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(xiàn)出來。變壓器噪音不但污染環(huán)境、嚴(yán)重危害人體健康，而且影響設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命。因此變壓器的噪音與變壓器電器性能和機(jī)械性能一樣，都是變壓器極為重要的技術(shù)參數(shù)。加強(qiáng)變壓器噪音控制技術(shù)、產(chǎn)品所用材料的研究和開發(fā)以及加強(qiáng)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(chǎn)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(dòng)的主要原因，鐵心振動(dòng)強(qiáng)弱是變壓器噪音大小的主要因素，高導(dǎo)磁優(yōu)質(zhì)硅鋼片提高了結(jié)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(yōu)質(zhì)高精粒取向硅鋼片磁致伸縮比一般硅鋼片要小，產(chǎn)生的振動(dòng)也相應(yīng)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(jī)械強(qiáng)度，目前廣泛采用的全斜交錯(cuò)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(qiáng)了鐵心整體機(jī)械強(qiáng)度。實(shí)踐證明，當(dāng)磁密為1.7T時(shí)，采用全斜交錯(cuò)接縫可降低噪音3～5dB。

4.)變壓器心柱產(chǎn)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(dòng)，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(dòng)，從而達(dá)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(dòng)，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?yōu)閺椥越佑|，從而阻斷部分振動(dòng)的傳遞，減小噪音的產(chǎn)生。

6.鐵心采用多級(jí)接縫，實(shí)踐證明，多級(jí)接縫鐵心比二級(jí)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(chǎn)品采用五級(jí)接縫鐵心，在很大程度上改善了產(chǎn)品的噪音水平。

7.在鐵心端面涂環(huán)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(dá)到降低噪音的目的。

二、油箱部分噪音產(chǎn)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(dòng)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(dòng)通過墊腳傳至油箱；第二條是液體傳遞路徑，鐵心的振動(dòng)通過絕緣油傳至油箱，從而使箱壁振動(dòng)而產(chǎn)生本體噪音。減小箱壁振動(dòng)所采取的措施有：

1.增加油箱壁強(qiáng)度，減小箱壁振幅。同時(shí)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(yīng)力，提高油箱壁強(qiáng)度，從而降低由箱壁振動(dòng)所產(chǎn)生的噪音。

2.在油箱底部與基礎(chǔ)間設(shè)置減震器，使箱底與基礎(chǔ)間的剛性接觸變?yōu)閺椥越佑|，以達(dá)到降低噪音的目的。

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

三、我們公司對(duì)噪音超標(biāo)產(chǎn)品采取的措施

近期，我們公司有一臺(tái)三線圈有載自冷24MVA/220KV變壓器出現(xiàn)噪音不合格現(xiàn)象，技術(shù)協(xié)議要求較高，要求產(chǎn)品噪音為65dB,而產(chǎn)品實(shí)際噪音為71dB。鑒于此，我們對(duì)其做出了具體分析，在此臺(tái)產(chǎn)品中，根據(jù)以上提到的幾種降噪音措施，我們除了以下幾點(diǎn)掉以輕心外，其余措施都已采用(其中箱底與基礎(chǔ)間設(shè)置減震器在現(xiàn)場(chǎng)需要時(shí)添加)。首先，對(duì)于硅鋼片材質(zhì)的選取，我們按照協(xié)議要求采用了韓國(guó)的27PHD090硅鋼片，但韓國(guó)硅鋼片對(duì)降低變壓器噪音效果不是很理想；其次，我們計(jì)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(duì)較?。蛔詈?，我們的制造工藝過程可能存在一定的疏漏。

根據(jù)以上分析，我們對(duì)本臺(tái)產(chǎn)品及時(shí)做出了改進(jìn)方案，首先，采用日本磁致伸縮小的高導(dǎo)磁硅鋼片27ZH100來代替韓國(guó)的27PHD090硅鋼片；其次，在原有鐵心直徑基礎(chǔ)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(jìn)一步降低鐵軛中的磁通密度，減小鐵軛振動(dòng)；最后，嚴(yán)格管控生產(chǎn)及工藝過程的每一個(gè)環(huán)節(jié)，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(chǎn)過程中受到的機(jī)械撞擊，否則會(huì)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(yán)格操作，防止產(chǎn)生松動(dòng)；粘帶綁扎緊實(shí)、均勻，控制粘帶綁扎后鐵心外限尺寸不超差；剪片毛刺嚴(yán)格控制在0.0015mm以內(nèi)；所有片不管浪距多大浪波一律控制在2mm以內(nèi)，以此來保證鐵心厚度均勻，從而更容易滿足綁扎緊實(shí)、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(shí)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(huán)氧膠或聚酯膠的方法。

通過以上幾方面的進(jìn)一步改進(jìn)，加之生產(chǎn)制造過程的嚴(yán)格管控，仔細(xì)落實(shí)具體生產(chǎn)的工藝過程，此臺(tái)產(chǎn)品已通過全部試驗(yàn)項(xiàng)目，其噪音為64dB,優(yōu)于用戶要求，從而得到了用戶的認(rèn)可。

結(jié)束語

對(duì)于變壓器本體噪音，一方面可通過減小鐵心振動(dòng)和降低噪音發(fā)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(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行，更好地為用戶服務(wù)，滿足用戶需求。