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幹式變壓器噪聲原因及對策分析

本文作者:甯波同禾 發布日期:2014-03-17

  幹式變壓器在運行時都會産生噪聲,噪聲是它本身固有的性質,所以幹式變壓器産生噪聲的強度也成了衡量幹式變壓器質量的指标之一。幹式變壓器的生産廠商为了控制噪聲的産生采用了各種方法,雖然效果都不十分理想,但是在一定程度上降低了噪聲。

  一、幹式變壓器噪聲産生的原因

  幹式變壓器噪聲包括變壓器在正常工作狀态運行和故障狀态運行時産生的噪音。但这兩方面産生的原因有很大區别。

  1、正常工作狀态噪音

  (1)矽鋼片伸縮引起的噪音

  幹式變壓器的鐵心为矽鋼片,在交變磁場的作用下,矽鋼片的大小會發生相應的伸縮變化。當磁場消失後,變壓器鐵心會恢複到原来的大小,總所周知,在交流電壓下磁場的方向會發生變化,導致變壓器鐵心在一個交變周期内發生兩次的形狀變化。另外又因为,鐵心的振动是由鐵磁材料通磁導致矽鋼片伸縮引起的,它的形狀變化呈不規則性,并且每片矽鋼片的形狀大小變化發生的時間不同,所以每片矽鋼片的變化必會影響其它矽鋼片的形狀變化,矽鋼片的不規律變化會形成噪聲,且这種噪聲包括基頻和高次諧波兩種波形。

  (2)磁引起的繞組振动噪聲

  幹式變壓器正常工作時,會有負載電流通過繞組線圈,當出現漏磁狀況時将引起幹式變壓器繞組的振动産生噪音。这種噪聲的強度和矽鋼片磁致伸縮引起的噪聲相比一般很小,且噪聲一般斷斷續續,較为低沉。

  (3)電磁作用引起的鐵心噪聲

  由于磁力作用而使幹式變壓器鐵心矽鋼片之間産生引力,引發矽鋼片鐵心的振动,進而産生噪聲。但随着技術的發展,鐵芯矽鋼片之間的疊加方式逐漸變为階梯式,这種疊加方式使矽鋼片之間縫隙處的引力減小,引起的噪聲變小。

  (4)冷卻裝置引發的噪聲

  幹式變壓器長時間運行會産生較多的熱量,所以一般會采用冷卻設備對變壓器進行強制冷卻,但幹式變壓器的冷卻設備在運行的過程中也會産生噪聲。冷卻設備的噪聲也是由于運行時振动引起的。首先,幹式變壓器的振动會通過變壓器和冷卻設備的連接處傳遞給冷卻設備。其次,冷卻設備運行頻率較高,冷卻設備自身的振动也會産生噪聲。

  2、正常工作引起的噪聲

  (1)電網電壓引起幹式變壓器噪聲

  變壓器的作用是改變傳輸的電壓值,但由于電力系統不穩定會是電壓在傳輸的過程中出現大範圍波动,當電壓值較高時经過變壓器的磁場密度增大,提高幹式變壓器的噪聲。

  (2)變壓器三相負載不平衡引發的噪音

  當變壓器三相負載不平衡時,低壓側會出現零序電流,該電流随着負載不平衡的程度變化。零序電流的存在會使幹式變壓器鐵心處産生零序磁通,改磁通會改變正常磁通的大小和相位,使得鐵心磁通飽和繼而産生噪聲。

  (3)短路引發的噪音

  變壓器鐵心與大地不接觸會導致放電現象發生,所以鐵心必須有一點和大地接觸,但是假如由于某種原因導致鐵心多點和大地接觸就會形成回路,另外鐵心局部短路時也會形成回路,回路的形成會使通過鐵心的電磁發生變化繼而引發噪聲。

  二、關于改善幹式變壓器噪聲的幾點措施

  幹式變壓器在工作狀态中,産生的噪聲會對人造成傷害,研究表明長期生活在噪聲環境中的人神经系統會受到一定的傷害。幹式變壓器産生的噪聲易使人暴躁,失眠,尤其是高頻噪聲甚至會影響人的内分泌。所以降低幹式變壓器的噪聲是電力系統技術人員需要解決的問題。

  1、使用優質的鐵心材料

  在其它條件相同的情況下,選擇質量優異的高導磁矽鋼片,可以減小鐵心矽鋼片的形狀變化,是降低幹式變壓器噪聲的可靠方法之一。制造變壓器鐵心時,矽鋼片可以经過退火處理冷軋等工藝,另外在鐵心外部噴塗環氧類或聚酯類有機塗層,也可以降低幹式變壓器産生的噪音。值得注意的是在矽鋼片生産過程中,應防止過大的撞擊。

  2、合理設計幹式變壓器參數

  鐵心的尺寸大,通過鐵心的電磁量就會增加,相應的變壓器噪聲也會增大;鐵心與低壓繞組間的縫隙也是噪聲産生的原因,生産過程中可以通過添加某些絕緣層,将其隔離,也會降低噪音。改進鐵心的設計方式,設計出可以使矽鋼片之間磁通量分布均勻的鐵心,降低矽鋼片之間的引力,繼而減小噪音。

  設計幹式變壓器的過程中也要注意變壓器各個部件之間的配合,在滿足幹式變壓器散熱的條件下,盡量使各部件配合緊密,避免因为振动引起組件産生噪音。

  3、冷卻設備降低噪音的措施

  根據冷卻系統産生噪音的原因,我們在選擇冷卻設備時要購買高質量,自身轉动噪音小的設備,另外在冷卻設備和變壓器連接處添加彈性膠墊。

  4、輔助改善噪音措施

  (1)幹式變壓器設立單獨的房間,并且在變壓器室内噴塗一些可以吸附聲音的塗料。

  (2)在保障供電質量的條件下,盡量降低低壓輸出電壓,減小幹式變壓器的過勵磁産生,降低噪音。

  (3)建議用户安裝減小諧波的裝置。

  三、結論

  當今社會人們的衣食住行都離不开電力系統,人們在用電的同時,電力系統采用可持續發展裝置的提議逐漸走進人們的視野,幹式變壓器因耗能低、安全可靠、操作簡單等特點被大量采用。幹式變壓器噪聲一直是困擾電力系統技術人員的難題,目前人們對生活質量的要求越来越高,降低噪聲污染是環境保護的重要部分,綜合考慮各項因素,降低幹式變壓器噪音需要专业技術人員的長期努力。

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