启备变压器空载运行噪音分析

李岷埕

湖北工业大学，湖北武汉 430068

1 变压器空载噪音的原因分析

变压器空载运行时的噪音产生主要有三个的影响因素。第一个因素是由磁致伸缩引起的噪音。硅钢片受到交变磁场的影响而产生阶段性的磁致伸缩，是硅钢片发生振动从而产生噪音。硅钢片包含的化学成分及其本身的厚度，以及其表面的工艺处理都可对磁致伸缩产生影响。第二个因素是由振动频率引起的噪音。在变压器中的铁心具有基础频率和高频率的双重磁通，这直接使变压器在空载运行中存在的高频率频波达两次以上。如果铁心油箱的频率接近于噪音频率，那么就会产生噪音的共振作用，使噪音量大幅度增加。第三个因素是有变压器的铁心结构引起的。噪音的大小也受到变压器铁心的窗口尺寸、质量以及心柱的直径长度等因素的影响。

2 变压器噪音的频率和强度的判断分析

对于变压器噪音的频率和强度的判断分析方法有三种：第一种方法是断电法，即对变压器进行短时间的突然断电，通过频谱图的检测分析噪音的分布状况，来确定噪音产生的原因。第二种方法是改变电源电压，即在变压器空载运行的过程中，对供电电源的电压进行改变，以此来观察噪音变化的情况，分析由铁心的原因引起的噪音的变化情况。第三种方法是改变变压器的负载情况，即比较变压器在空载状态下和不同负载状态下噪音的差别，来进行线圈引起的噪音和铁心引起的噪音二者之间的规律区别。对于变压器的噪音检测最好在噪音实验室进行，以消除外界其它噪音的干扰作用。如果在现场进行噪音测试，也要对其测试的环境进行尽可能的静化，以保证噪音检测试验的准确性。

对于大多数变压器，通过对噪音频谱图的分析可以明显看出，变压器空载运行中产生噪音的主要原因来自于磁致伸缩引起的硅钢片铁心的振动噪音。另外，大型变压器的辅助设备通常也存在着较大的噪音比重，而且噪音情况表现不稳定。尤其电机和通风的噪音，具有较宽的频率范围。可选用噪音低的电机和对风扇进行小噪音的设计。

通过对容量不同的变压器的产生的噪音的频谱分析图可以明显的看出，降低铁心的噪音是降低启备变压器控制运行噪音的关键方法。对于铁心噪音的大小的控制，与铁心的磁密度、尺寸大小、材料和制作工艺都有关系，要综合加以考虑。在对噪音源进行噪音控制的同时还有注意对噪音传播途径的有效控制。

3 降低启备变压器空载噪音的有效措施

3.1 降低变压器铁心的噪音措施

铁心作为变压器噪音产生的主要来源，对其采取的降噪措施主要包括以下几点：

1）减小铁心的磁通密度，增加铁心的直径长度；采用具有良好磁致伸缩性能的高导磁硅钢片材料，此种材料导磁性高，抗张力性能好，对磁致伸缩方面的影响大大降低。另外，内应力对硅钢片的磁致伸缩影响很大，同样的磁通密度的硅钢片，内应力的大小之间影响磁致伸缩的升高速度，即内应力越大，磁致伸缩升高的速度越快。因此，要尽量减少铁心硅钢片的内应力。

2）对于铁心振动控制方面，加载弹性较大的隔振材料于铁心和接触件之间，同时也安装隔振材料于变压器和基础间之间，起到隔振的效果，对降噪比较有利。对于铁轭和垫块间存在的缝隙和器身定位均可用环氧腻子进行填充，以对铁心的振动进行控制。利用铁心上部的定位件用螺栓进行箱体和器身的固定，以防止铁心共振的产生。放置减震橡胶于铁心的垫脚处，以减少振动的产生。

3）对铁心的材料表面涂刷胶层，可起到将作用于边缘的内应力抵消的作用，这样可间接的减小了内应力的磁致伸缩的影响。对于铁心的夹件结构可加以改进，对其夹紧力进行合理控制，对降低噪音也可以起到一定的效果。

3.2 对变压器整体进行降噪的措施

除了对变压器铁心采取关键部位的降噪措施外，还应对变压器的整体采取有效的降噪措施：

1）装置隔音层。隔音层不仅能够将穿过的噪音进行部分的吸收，发挥噪音降低的作用，还可以将变压器的本体噪音进行回归反射，通过反射循环，达到降低噪音的目的。在安装时，可将隔音板在油箱的加强铁上用螺栓进行紧密的固定，成为隔音层，此种方法对变压器本体噪音的降低有较好的效果，被广泛使用；

2）噪音抵消法。降低噪音采用消声法，即在变压器周围1m 以内安装噪音发声器多个，用这些噪音发声器发出的噪音与变压器产生的噪音发生作用，使二者互相产生抵消的效果。发生器噪音的干扰了变压器的噪音，使其受到破坏，以达到降低变压器噪音的效果；

3）其它方法的运用。在对变压器的设计时，要预先考虑到变压器空载运行中噪音降低的效果，在进行制作时可推荐使用自冷式的散热器，这样可避免风扇和油泵的噪声同时存在而产生的叠加。同时，可以在散热片的数量上进行适量的添加，以适应大型变压器的需要。变压在布置在室内时，可使用吸音材料于室内的墙面上形成隔音层，这样可以发挥隔音层的吸音和反射的双重降噪作用，具有良好的降噪效果。

4 对变压器噪音进行降噪措施的应用实例检验

对于220kV 和500kV 两个变电站进行噪音对比测试，其中220kV 变电站采用户外油循环风冷变压器，500kV 变电站移置在室内，并内墙装置吸音壁，同时改为自冷式散热。测得220kV 变压器白天噪音为65dB～70dB，夜间为62dB～67dB。500kV变压器噪音白天为60dB～65dB，夜间为52dB～57dB。可见，采用降噪措施的变压器其噪音降低效果明显。

综上所述，对启备变压器空载运行的噪音可采用本体降噪和外部降噪相结合的方式来进行。在本体降低铁心的振动频率，提高热度发散的能力来降噪。在外部可采用减震和隔音的方式来降噪。减少器身噪音的同时有效控制噪音的传播途径，使变压器空载运行中产生的噪音得到良好有效的控制和降低，从而保证变压器的平稳持续的运行。

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