降低KBSG—R礦用隔爆型千式變壓器噪聲的措施

丁如玲

(黑龍江龍煤礦業(yè)股份有限公司 七臺(tái)河分公司電力部，黑龍江 七臺(tái)河154600)

0 前言

變壓器的噪聲與其電氣性能和機(jī)械性能一樣，都是變壓器極為重要的技術(shù)參數(shù)。 KBSG—R 礦用隔爆型干式變壓器雖然在井下綜采工作面放置， 但變壓器連續(xù)運(yùn)行所發(fā)出的噪聲對(duì)礦工的工作及健康.將造成很大影響，而且也影響設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命，因此，對(duì)變壓器的噪聲問(wèn)題進(jìn)行深入的研究，并提出各種降噪措施有效地降低變壓器的噪聲有重要的意義。

1 變壓器噪聲主要來(lái)源

變壓器噪聲主要來(lái)源有2 個(gè)。一是，變壓器本體噪聲。它主要是由變壓器鐵心、繞組和油箱(包括磁屏蔽等)振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，任何變壓器都存在這種噪聲。二是，變壓器冷卻裝置的噪聲。它主要是由變壓器冷卻風(fēng)扇、潛油泵、水冷卻器引起的噪聲，KBSG—R 礦用隔爆型干式變壓器沒(méi)有采用強(qiáng)迫冷卻裝置，不存在這種噪聲[1]。

2 變壓器本體噪聲

2.1 變壓器鐵心產(chǎn)生振動(dòng)主要是磁致伸縮和硅鋼片的平面振動(dòng)

磁致伸縮引起鐵心振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲。所謂磁致伸縮就是鐵心勵(lì)磁時(shí)，沿磁力線方向硅鋼片的尺寸要增加，而垂直于磁力線方向硅鋼片的尺寸要縮小。

這種尺寸的變化稱為磁致伸縮。磁致伸縮使得鐵心隨著勵(lì)磁頻率的變化而周期性地振動(dòng)。 硅鋼片的平面振動(dòng)。 由硅鋼片之間的電磁吸引力產(chǎn)生，主要是出現(xiàn)在鐵心邊緣和鐵軛的接縫之間。

2.2 當(dāng)繞組中有負(fù)載電流通過(guò)時(shí)，負(fù)載電流產(chǎn)生的漏磁引起繞組、油箱壁(包括磁屏蔽等)的振動(dòng)

由于R 型鐵心卷繞式變壓器鐵心基本上沒(méi)有接縫，只有內(nèi)區(qū)與內(nèi)區(qū)、內(nèi)區(qū)與外區(qū)的整合，再加上心柱和內(nèi)外區(qū)鐵軛都用環(huán)氧玻璃絲粘帶綁扎，因此，電磁吸引力引起的鐵心振動(dòng)比由硅鋼片磁致伸縮引起的鐵心振動(dòng)要小得多，可以忽略不計(jì)。 R 型鐵心卷繞干式變壓器的額定工作磁密通常取1.65T 以下，國(guó)內(nèi)外的研究和試驗(yàn)均證明，在這樣的磁密范圍內(nèi)，負(fù)載電流產(chǎn)生的漏磁引起的繞組、油箱壁(包括磁屏蔽等)的振動(dòng)與硅鋼片的磁致伸縮引起的鐵心振動(dòng)相比要小得多，也可以忽略不計(jì)。 這就是說(shuō)，R 型鐵心卷繞干式變壓器的本體振動(dòng)主要來(lái)源于磁致伸縮引起的鐵心的振動(dòng)。鐵心的磁致伸縮振動(dòng)通過(guò)鐵心墊腳和絕緣介質(zhì)這兩條路徑傳遞給油箱壁，使箱壁(包括磁屏蔽等)振動(dòng)而產(chǎn)生本體噪聲，并以聲波的形式均勻地向四周發(fā)射。

3 降低變壓器噪聲的方法

3.1 降低變壓器本體噪聲的措施

3.1.1 采用磁致伸縮小的硅鋼片

磁致伸縮小的硅鋼片在同一工作磁通密度下，與一般晶粒取向的普通硅鋼片相比，可降低噪聲3dB(A)-4dB(A)。

3.1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)和制造工藝對(duì)噪聲有較大的影響

干式變壓器噪聲主要起源于鐵心，設(shè)計(jì)時(shí)所取鐵心直徑及磁通密度的大小對(duì)變乓器噪聲有直接的影響。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)所得出的關(guān)系曲線可以看出，噪聲與鐵心尺寸及磁通密度都是成正比例的。一般情況下，磁通密度降低0.1T，變壓器噪聲可降低2dB(A)-3dB(A)。 所以，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減小磁通密度。 干式變壓器磁通密度一般取1.6T 左右。 另外，鐵心制造工藝對(duì)噪聲也有較大影響。 如果硅鋼片毛刺增大，變壓器噪聲就會(huì)有明顯增加。

3.1.3 繞制鐵心過(guò)程中要注意工裝中心重合和硅鋼片受壓力均勻R型鐵心卷繞干式變壓器鐵心在繞制過(guò)程中要注意三心合一，即送料機(jī)定位中心、卷繞機(jī)中心、壓片滾長(zhǎng)度位置中心必須重合。三心不重合會(huì)造成如下現(xiàn)象：①一面緊，一面疏；②疏邊會(huì)產(chǎn)生鄒摺波浪；③鐵心端面非圓型和規(guī)則的橢圓型。這幾種情況對(duì)變壓器的電氣性能和噪聲都有較大影響[4]。

3.1.4 內(nèi)區(qū)與內(nèi)區(qū)之間的緊固

R 型鐵心卷繞干式變壓器鐵心在繞制過(guò)程中兩個(gè)內(nèi)區(qū)單獨(dú)繞制，在繞制外區(qū)時(shí)一定要把2 個(gè)內(nèi)區(qū)貼緊，下面是1000kVA 試驗(yàn)數(shù)據(jù)，說(shuō)明了松緊程度對(duì)噪聲的影響較大，相差3dB(A)～5dB(A)。根據(jù)位置測(cè)試的試驗(yàn)數(shù)據(jù)(器身裝配后測(cè)定)

3.2 在器身下或箱殼底加裝減震裝置

鐵心中產(chǎn)生的噪聲大部分是通過(guò)介質(zhì)傳遞到箱殼上，再由箱殼輻射出去；另一部分則是通過(guò)箱殼與基礎(chǔ)傳出去的。 如果在器身與箱殼之間或箱殼與基礎(chǔ)之間用彈性聯(lián)接代替剛性聯(lián)接，就能使噪聲通過(guò)減震器逐漸衰減。 裝在器身內(nèi)部的減震器可以用高溫硬橡膠墊。 裝在箱殼外面的減震，可用彈簧結(jié)構(gòu)”。 為了避免共振，必須使彈簧的固有頻率大大低于鐵心的磁致伸縮振動(dòng)的固有頻率(100Hz)。此法可降低噪聲2dB(A)～3dB(A)。

4 采用現(xiàn)代噪聲控制技術(shù)的展望

4.1 采用有源消聲技術(shù)來(lái)降低變壓器噪聲

有源消聲技術(shù)是一種新的噪聲控制技術(shù)，它是采用發(fā)出相同功率但相位相反的聲音來(lái)抵消已有的噪聲。國(guó)外已有應(yīng)用，效果較好。我國(guó)已經(jīng)開(kāi)展了有源消聲技術(shù)的研究工作，其中中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所和西北工業(yè)大學(xué)在這方面已取得了一些成果。相信不久的將來(lái)此項(xiàng)技術(shù)也能在我國(guó)變壓器產(chǎn)品上應(yīng)用。

4.2 采用隔聲技術(shù)降低變壓器噪聲

理論上分析，在噪聲傳播方向設(shè)置隔聲墻，最大能降低變壓器噪聲10 dB(A)。 因?yàn)樽儔浩髟肼暿窍蚋鱾€(gè)方向傳播的，所以應(yīng)該在變壓器的周圍設(shè)置四面隔聲墻。 但KBSG—R 礦用隔爆型干式變壓器運(yùn)行溫升較高，如何進(jìn)行隔聲墻的設(shè)計(jì)有待研究。

5 結(jié)束語(yǔ)

變壓器噪聲涉及到變壓器制造用的材料、結(jié)構(gòu)、制造工藝、生產(chǎn)者水平等多方面綜合因素，降低變壓器噪聲是一個(gè)比較復(fù)雜的長(zhǎng)期研究課題，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新學(xué)科、新材料、新工藝的出現(xiàn)，降低變壓器噪聲是能夠?qū)崿F(xiàn)的。

［1］謝毓城.電力變壓器手冊(cè)[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003，1.

［2］林明芳.變壓器的噪聲及其合理控制[J].韶關(guān)學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004，9.