干式變壓器噪聲的原因及降低噪聲的方法

標題：干式變壓器噪聲產(chǎn)生的原因及降低噪聲的途徑1前言近年來(lái)，大型干式變壓器在住宅和公共場(chǎng)所的使用越來(lái)越多，對大型干式變壓器和中小型干式變壓器的噪聲提出了一定的要求。干式變壓器的噪聲越來(lái)越受到人們的重視。如何降低干式變壓器的噪聲已成為干式變壓器制造業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題。干式變壓器發(fā)出的可聽(tīng)噪聲是由鐵芯的磁致伸縮變形和繞組、油箱和磁屏蔽中的電磁力引起的。過(guò)去，人們一直認為由磁場(chǎng)引起的鐵心疊片縱向振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲是干式變壓器噪聲的主要成分。振動(dòng)的幅度與鐵芯疊片中的磁通密度和鐵芯材料的磁性有關(guān)，但與負載電流關(guān)系不大。具體來(lái)說(shuō)，干式變壓器的噪聲源有三個(gè)，一個(gè)是鐵芯，一個(gè)是繞組，第三個(gè)是冷卻器，是空載、負載和冷卻系統產(chǎn)生的噪聲之和。鐵芯產(chǎn)生噪聲的原因是構成鐵芯的硅鋼片在交變磁場(chǎng)的作用下會(huì )發(fā)生微小的變化，即磁致伸縮，使鐵芯隨著(zhù)激勵頻率的變化而周期性振動(dòng)。繞組振動(dòng)的原因是電流在繞組中產(chǎn)生電磁力，漏磁場(chǎng)也會(huì )使結構件振動(dòng)。電磁力(和振幅)與電流的平方成正比，而發(fā)出的聲功率與振幅的平方成正比。因此，發(fā)出的聲功率與負載電流有明顯的關(guān)系。3影響干式變壓器噪聲的因素3.1影響空載噪聲的因素鐵芯產(chǎn)生噪聲的主要原因是硅鋼片的尺寸在交變磁場(chǎng)的作用下會(huì )發(fā)生微小的變化。由于磁致伸縮的變化周期是電源頻率的一半，磁致伸縮引起的干式變壓器本體的振動(dòng)是基于電源頻率的兩倍，所以硅鋼片的振動(dòng)主要是由鐵磁材料的磁致伸縮特性引起的。磁致伸縮率與硅鋼片的材料有關(guān)。磁致伸縮比越大，噪聲越大。磁場(chǎng)強度相同時(shí)，材質(zhì)好的硅鋼片磁致伸縮也小，所以噪聲也小。磁致伸縮率也與磁場(chǎng)強度有關(guān)，磁場(chǎng)越強，越大。磁致伸縮率也與硅鋼片表面是否涂漆或退火有關(guān)，因為涂層對硅鋼片有附著(zhù)力，可以防止硅鋼片變形。在相同磁場(chǎng)強度下退火的硅鋼片的磁致伸縮比未退火的硅鋼片的磁致伸縮小得多，這是因為通過(guò)選擇較佳退火工藝可以將磁致伸縮降低數倍。干式變壓器空載噪聲不僅與自身材料有關(guān)，還與接頭狀況有關(guān)。3.2影響空載噪聲的其他因素(1)核心結構的影響。噪聲與芯柱和軛直徑、芯窗高度、芯窗寬度和芯質(zhì)量有關(guān)。芯質(zhì)量每減少1t，噪聲可降低1/3 dB (A)。鐵心窗高與鐵心直徑之比每降低0.1，干式變壓器的噪聲就會(huì )降低2-3 dB。(2)空載噪聲的頻率取電源頻率的兩倍作為其基頻。鐵芯中除了基頻磁通外，還有高頻磁通，所以空載噪聲頻率中有兩個(gè)以上的高頻波。當核心油箱的固有頻率接近噪聲頻率時(shí)，會(huì )出現噪聲共振現象，噪聲增大。因此，干式變壓器鐵心和油箱的固有頻率應避開(kāi)一些高頻波。(3)為了防止鐵心諧振，在設計低噪聲干式變壓器時(shí)，應考慮鐵心的固有頻率。干式變壓器額定頻率為50hz時(shí)，鐵芯的固有頻率應避開(kāi)以下頻段：75-125hz，165-235hz，275-325hz，375-425hz。如果固有頻率避開(kāi)諧振頻帶，則 #p#分頁(yè)標題#e#

因此，磁密度的降低不應超過(guò)標準磁密度的10%。(3)改善和縮小芯縫。鐵芯采用多級接頭。與兩級接頭相比，多級接頭鐵芯空載噪聲小，可降低噪聲4-5db(a)。這是因為采用多級接頭后，接頭處的磁通分布更加均勻，氣隙中的磁密大大降低，導致接頭處磁引力產(chǎn)生的噪聲降低。此外，通過(guò)減少接頭，可以減小振幅，同時(shí)可以減小干式變壓器的勵磁容量和電流，從而可以大幅度降低聲功率，降低空載噪聲4~5db(a)。(4)防止和減少加工生產(chǎn)過(guò)程中機械對硅鋼片的影響，否則硅鋼片的磁致伸縮會(huì )增加，從而增加鐵芯的噪聲。(5)在鐵芯端面涂環(huán)氧膠或聚酯膠，可以增加鐵芯表面張力的約束，也可以降低磁致伸縮和噪聲。4.2在吸收聲能和減少振動(dòng)方面，(1)芯體產(chǎn)生的部分噪音通過(guò)箱體底部和基礎傳遞。如果在機體和油箱之間或油箱和基礎之間加一個(gè)緩沖器，可以通過(guò)緩沖器來(lái)衰減聲音。防振橡膠墊可以放置在鐵芯腳和磁屏蔽與罐壁之間，這樣當鐵芯和磁屏蔽的振動(dòng)傳遞到油箱時(shí)，剛性連接變?yōu)閺椥赃B接，從而達到減振、防共振、降噪的目的?？山档驮胍?-2db(a)。(2)在油箱的加強鐵中放入隔音材料，可以吸收油箱的部分振動(dòng)能量，從而達到降低機體噪音的目的，可降低噪音2-3db(a)。4.3增加隔音層降低噪音根據油罐的結構，可分為組合式和高效式兩種。組合式：可根據油罐的外部結構制作幾塊隔聲板，鋼板內放置吸聲材料。吸聲材料包括巖棉、玻璃纖維等。隔音壁可以將干式變壓器本體發(fā)出的部分噪音反射回來(lái)；而且當噪音通過(guò)隔聲墻時(shí)，也可以被吸收降低噪音。單塊隔音板用螺栓固定在油箱的加強鐵上，可降低噪音10-15db。也可以使用高效隔音板，放在兩個(gè)加強鐵之間，用薄彈簧鋼板固定。利用框形附加重量調節高效隔音板的振動(dòng)特性，使其振幅明顯低于補強鐵，從而有效屏蔽干式變壓器本體發(fā)出的噪聲，降低噪聲l0-5db(a)。4.4消聲法采用消聲法降低噪聲。也就是說(shuō)，在干式變壓器lm內部放置幾個(gè)噪聲發(fā)聲器，使得它們發(fā)出的噪聲與干式變壓器發(fā)出的噪聲相同

發(fā)出的噪聲互相抵消。它的原理是先先把干式變壓器的噪聲信號轉變?yōu)殡娦盘?，然后放大激勵噪聲發(fā)聲器，使各噪聲發(fā)出來(lái)的噪聲，振幅相等，相位相反，使干式變壓器噪聲受到破壞性干擾，可降低噪聲15db(a)左右。4．5其它方法(1)在設計低空載噪聲干式變壓器時(shí)，盡量采用自冷式，這樣可去除風(fēng)扇和油泵的噪聲的疊加。當容量難以滿(mǎn)足需要時(shí)，為了滿(mǎn)足大容量干式變壓器的散熱，盡量選用低噪聲的潛油泵和低轉數風(fēng)扇的冷卻器。采用低速風(fēng)扇，能使自冷干式變壓器的容量提高33％，噪聲達到69db(a)。根據具體情況，也可采用雙速風(fēng)扇。在負荷較小時(shí)開(kāi)動(dòng)低速風(fēng)扇，噪聲可相應的降低；在負荷較大時(shí)開(kāi)動(dòng)高速風(fēng)扇，能使自冷干式變壓器容量提高67％，但此時(shí)噪聲較大，達到75db(a)。(2)在室內布置干式變壓器時(shí)，應考慮由噪聲在墻面反射時(shí)可能導致噪聲的增加。該增值是干式變壓器表面積與干式變壓器室表面積之比的函數，并與墻面和天花板的吸聲系數有關(guān)。采用礦渣棉或類(lèi)似的材料對墻面涂覆處理，可增加吸聲系數，使噪聲明顯降低。5結束語(yǔ)以上分析了干式變壓器空載噪聲產(chǎn)生的原因，概述了降低干式變壓器空載噪聲的方法，希望本文能對干式變壓器設計及工藝人員起到一定的借鑒作用。#p#分頁(yè)標題#e#