啟備變壓器空載運行噪音分析

李岷埕

湖北工業大學，湖北武漢 430068

1 變壓器空載噪音的原因分析

變壓器空載運行時的噪音產生主要有三個的影響因素。第一個因素是由磁致伸縮引起的噪音。硅鋼片受到交變磁場的影響而產生階段性的磁致伸縮，是硅鋼片發生振動從而產生噪音。硅鋼片包含的化學成分及其本身的厚度，以及其表面的工藝處理都可對磁致伸縮產生影響。第二個因素是由振動頻率引起的噪音。在變壓器中的鐵心具有基礎頻率和高頻率的雙重磁通，這直接使變壓器在空載運行中存在的高頻率頻波達兩次以上。如果鐵心油箱的頻率接近于噪音頻率，那么就會產生噪音的共振作用，使噪音量大幅度增加。第三個因素是有變壓器的鐵心結構引起的。噪音的大小也受到變壓器鐵心的窗口尺寸、質量以及心柱的直徑長度等因素的影響。

2 變壓器噪音的頻率和強度的判斷分析

對于變壓器噪音的頻率和強度的判斷分析方法有三種：第一種方法是斷電法，即對變壓器進行短時間的突然斷電，通過頻譜圖的檢測分析噪音的分布狀況，來確定噪音產生的原因。第二種方法是改變電源電壓，即在變壓器空載運行的過程中，對供電電源的電壓進行改變，以此來觀察噪音變化的情況，分析由鐵心的原因引起的噪音的變化情況。第三種方法是改變變壓器的負載情況，即比較變壓器在空載狀態下和不同負載狀態下噪音的差別，來進行線圈引起的噪音和鐵心引起的噪音二者之間的規律區別。對于變壓器的噪音檢測最好在噪音實驗室進行，以消除外界其它噪音的干擾作用。如果在現場進行噪音測試，也要對其測試的環境進行盡可能的靜化，以保證噪音檢測試驗的準確性。

對于大多數變壓器，通過對噪音頻譜圖的分析可以明顯看出，變壓器空載運行中產生噪音的主要原因來自于磁致伸縮引起的硅鋼片鐵心的振動噪音。另外，大型變壓器的輔助設備通常也存在著較大的噪音比重，而且噪音情況表現不穩定。尤其電機和通風的噪音，具有較寬的頻率范圍。可選用噪音低的電機和對風扇進行小噪音的設計。

通過對容量不同的變壓器的產生的噪音的頻譜分析圖可以明顯的看出，降低鐵心的噪音是降低啟備變壓器控制運行噪音的關鍵方法。對于鐵心噪音的大小的控制，與鐵心的磁密度、尺寸大小、材料和制作工藝都有關系，要綜合加以考慮。在對噪音源進行噪音控制的同時還有注意對噪音傳播途徑的有效控制。

3 降低啟備變壓器空載噪音的有效措施

3.1 降低變壓器鐵心的噪音措施

鐵心作為變壓器噪音產生的主要來源，對其采取的降噪措施主要包括以下幾點：

1）減小鐵心的磁通密度，增加鐵心的直徑長度；采用具有良好磁致伸縮性能的高導磁硅鋼片材料，此種材料導磁性高，抗張力性能好，對磁致伸縮方面的影響大大降低。另外，內應力對硅鋼片的磁致伸縮影響很大，同樣的磁通密度的硅鋼片，內應力的大小之間影響磁致伸縮的升高速度，即內應力越大，磁致伸縮升高的速度越快。因此，要盡量減少鐵心硅鋼片的內應力。

2）對于鐵心振動控制方面，加載彈性較大的隔振材料于鐵心和接觸件之間，同時也安裝隔振材料于變壓器和基礎間之間，起到隔振的效果，對降噪比較有利。對于鐵軛和墊塊間存在的縫隙和器身定位均可用環氧膩子進行填充，以對鐵心的振動進行控制。利用鐵心上部的定位件用螺栓進行箱體和器身的固定，以防止鐵心共振的產生。放置減震橡膠于鐵心的墊腳處，以減少振動的產生。

3）對鐵心的材料表面涂刷膠層，可起到將作用于邊緣的內應力抵消的作用，這樣可間接的減小了內應力的磁致伸縮的影響。對于鐵心的夾件結構可加以改進，對其夾緊力進行合理控制，對降低噪音也可以起到一定的效果。

3.2 對變壓器整體進行降噪的措施

除了對變壓器鐵心采取關鍵部位的降噪措施外，還應對變壓器的整體采取有效的降噪措施：

1）裝置隔音層。隔音層不僅能夠將穿過的噪音進行部分的吸收，發揮噪音降低的作用，還可以將變壓器的本體噪音進行回歸反射，通過反射循環，達到降低噪音的目的。在安裝時，可將隔音板在油箱的加強鐵上用螺栓進行緊密的固定，成為隔音層，此種方法對變壓器本體噪音的降低有較好的效果，被廣泛使用；

2）噪音抵消法。降低噪音采用消聲法，即在變壓器周圍1m 以內安裝噪音發聲器多個，用這些噪音發聲器發出的噪音與變壓器產生的噪音發生作用，使二者互相產生抵消的效果。發生器噪音的干擾了變壓器的噪音，使其受到破壞，以達到降低變壓器噪音的效果；

3）其它方法的運用。在對變壓器的設計時，要預先考慮到變壓器空載運行中噪音降低的效果，在進行制作時可推薦使用自冷式的散熱器，這樣可避免風扇和油泵的噪聲同時存在而產生的疊加。同時，可以在散熱片的數量上進行適量的添加，以適應大型變壓器的需要。變壓在布置在室內時，可使用吸音材料于室內的墻面上形成隔音層，這樣可以發揮隔音層的吸音和反射的雙重降噪作用，具有良好的降噪效果。

4 對變壓器噪音進行降噪措施的應用實例檢驗

對于220kV 和500kV 兩個變電站進行噪音對比測試，其中220kV 變電站采用戶外油循環風冷變壓器，500kV 變電站移置在室內，并內墻裝置吸音壁，同時改為自冷式散熱。測得220kV 變壓器白天噪音為65dB～70dB，夜間為62dB～67dB。500kV變壓器噪音白天為60dB～65dB，夜間為52dB～57dB。可見，采用降噪措施的變壓器其噪音降低效果明顯。

綜上所述，對啟備變壓器空載運行的噪音可采用本體降噪和外部降噪相結合的方式來進行。在本體降低鐵心的振動頻率，提高熱度發散的能力來降噪。在外部可采用減震和隔音的方式來降噪。減少器身噪音的同時有效控制噪音的傳播途徑，使變壓器空載運行中產生的噪音得到良好有效的控制和降低，從而保證變壓器的平穩持續的運行。

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