大型电力变压器的噪声分析与控制

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1、大型电力变压器的噪声分析与控制【摘要】中国城市的发展进程伴随着社会经济的发展而逐年加快，对于能源建设提出了更高的要求。然而，由于大型的电力变压器被安装在城市内，其在运行过程中所发出的噪声已经成为了城市的一项污染源。分析大型电力变压器的噪声，并制定相应的控制措施是非常必要的。【关键词】电力变压器；噪声；控制电力事业应市场需求而不断地完善技术，服务的质量也有所提升。高电压输电线路引进到城市中，给人们的生活用电提供了便利条件。与此同时，随着110千伏，甚至于220千伏的变电站被建设在城市居民区，导致大型变压器所发出的

2、噪声严重地污染了城市环境。一、变压器噪声的产生6电力变压器所产生的噪声主要来源于本体和冷却系统。从变压器噪声产生的机理来分析，当铁心的硅钢片处于磁致伸缩状态的时候，其是在交变磁场的作用下所形成的，即便是磁致伸缩的幅度极其微小，也会引起铁心发生周期性地震动，此时，会有电磁吸引力在硅钢片的接缝处与叠片之间产生，这种现象主要是由于出现漏磁而形成的。电力变压器之所以会发生噪声，在于漏磁的作用而使电磁吸引力产生，导致有电磁力在绕组中形成，并引起绕组发生振动，噪声因此而产生。二、变压器噪声的研究（一）漏磁场的作用而引起的噪

3、声大型的变压器电流相对较大，漏磁场也会相应地增大。当变压器绕组中所流动的电流与漏磁场发生作用，就会有电磁力在导线上产生。在漏磁场的作用下，绕组此时会有1～20千牛的轴向电动力产生，铁心在这个推动力的作用下，形成由于金属撞击而产生的震动，噪声因此而形成。在变压器绕组的漏磁区域，会有引线穿过，那么，引线也会受到漏磁的影响，随着漏磁场的增大，引线在越来越大的电动力的作用下，会导致震动的噪声频率增高。此外，当有气隙的导磁钢件之间出现漏磁现象的时候，基于漏磁的交变性特点，相应的交变电磁吸力会因此而产生。此时，如果钢件之间

4、处于不可靠的连接状态，就会因金属的撞击而出现噪声。（二）冷却系统所产生的噪声大型的电力变压器的冷却方式主要为两种，即风冷和强油风冷。要发挥冷却系统的制冷功能，就要将风扇和油泵都打开，随着风机和油泵电机的转动，就会有空气动力噪声形成。通常情况下，一台变压器要配有两台以上的风冷却器。如果是处于正常的符合条件下，SF-PZ11-180000/2206变压器处于常规运行环境中，需要配备风冷却器4台，那么，所产生的空气动力噪声甚至可以超过80dB（A）。相比较于由于漏磁场的作用而引起的噪声，冷却系统的噪声要高出很多。（三

5、）电力变压器所产生噪声的频率由于变压器本体所产生的噪声与磁致伸缩的变化周期成反比例变化的，当磁致伸缩的变化周期为电网频率的一半的时候，变压器所发生的噪声就会使电网频率的两倍。以此为基频，电力变压器处于低频率特征是时候，在电网频率的影响下，噪声能量就会在基频的基础上呈现出偶数被增长。中国电力企业所应用的变压器，噪声以线谱噪声为主，频率集中于100赫兹、200赫兹以及300赫兹局限范围内。变压器的线谱特性如图1所示。三、大型电力变压器的噪声控制（一）变压器噪声降低的措施1.铁心采用多级接缝当铁心采用多级接缝设计的时

6、候，接缝处的磁通会出于相对均匀的分布状态，降低气隙中的磁密，会使接缝处所产生的噪声弱化。同时，在降低了振幅的同时，还会使励磁的电流和容量相对降低，噪声功率也会相应地降低。2.避开铁心的自振频带为了降低噪音频率，正在设计的过程中，就要将铁心的自振频率考虑在内。为了避开由6于铁心的自振而产生的噪音，可以对于窗口尺寸进行调整。额定频率为50赫兹的变压器，需要避开的自振频率带分别为：75～125赫兹，175～225赫兹，245～325赫兹，375～425赫兹。这些共振频带如果被有效避开了，就不会在铁心处有共振产生。（二

7、）变压器噪声的消声措施当变压器处于运营状态时，产生噪声是在所难免的，即便是采用了各种控制措施，弱化噪声的能力也很有效。因此，可以从传播途径的角度进行研究，试图使噪声衰减并逐渐地消失于传播途径中。1.运用噪声发生器将噪声发生器放置在变压器的1米范围内。由于噪声发生器所发出的声音会转变变压器的噪声信号，使其以电信号的形式传输出来，因此而实现了噪声相互抵消的作用。为了使变压器的噪声在噪声发生器破坏性的干扰下而消失，需要两种噪声在振幅相等的条件下实现。那么，这种噪声控制系统就要安装声音调节器、传感器以及电子控制器，以使

8、噪声的振幅具有可调性。这一装置在邮箱的任何部位都可以安装。当数字信号通过控制器专门的声音设计以及振动调节器而出现的时候，变压器邮箱所产生的噪声就会在振动调节器的作用下停止。在100～400赫兹内，声音调节器会出现极为微小的谐振波，对于消除油箱噪音具有很好的消除作用。2.运用缓冲装置6选择合适的防振胶垫放置在磁屏蔽和箱壁之间，并在铁心垫脚处也垫上防振胶垫。当有铁心振动或者磁屏蔽振动出现的