噪声的产生与降低变压器噪声的办法

杜勇锋　刘飞达

摘 要：产生变压器噪声的原因，改善变压器噪声的方法。

关键词：变压器噪声；硅钢片；磁振动；磁通密度；橡胶垫；冷却风扇

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.148

1 前言

随着电力系统的发展，大型变压器被越来越广泛的应用到企业、厂矿、商业中心、医院、学校、企业、机场、住宅小区等场所的供电系统当中，变压器产生的噪声不可避免的将对周边环境造成影响。人们对环境污染意识的逐渐提高，使得如何避免作为国际上公认的三大公害之一的噪声污染备受关注。降低、控制变压器噪声的问题愈发显得迫在眉睫。

2 产生变压器噪声的原因

变压器所发出的可听见的噪声是由变压器产生的机械噪声和空气噪声两部分组成的，铁心、绕组 、冷却器是变压器噪声的三个根本声源。铁心由硅钢片叠制而成，交变磁场作用在硅钢片上，会使硅钢片产生细微的变化，这种磁致伸缩引发的铁心做周期振动；变压器绕组中电流形成的电磁场中的电磁力以及漏磁场也会造成变压器结构部件的振动；变压器本体各部件的振动以及冷却系统的运行便是变压器噪声的根源。

3 改善变压器噪声的方法

3.1 减少振源噪声

（1）高导磁硅钢片是近年来新采用的材料，由于在制造时结晶方位的完整程度得到了提高，硅钢片绝缘的薄膜进行了改进，硅钢片的表面抗张力得到了提高，减少了磁致伸缩.高导磁硅钢片能使90%的晶粒有最佳取向. 采用高导磁硅钢片比采用普通硅钢片可降低噪声4dB（A）.

（2）降低铁心磁密，可以降低噪声。构成变压器本体铁心的硅钢片的磁致伸缩是产生噪声的主要原因。大量的变压器试验得出了变压器铁心的磁通密度决定了磁致伸缩的大小程度。变压器本体噪声与磁通密度是近似线性的关系。磁通密度每下降0.1T，噪声可减弱2.5～3dB（A）。但是降低磁通密度，势必要加大铁心截面积，同时变压器的等值容量和成本都随之升高，从经济角度看是不划算的。综合考虑降低磁通密度，应该控制在标准磁通密度的10%范围内。

（3）改进铁心叠片接缝技术。铁心叠制采用多级接缝技术。采多级接缝替代两级接缝的叠制技术可以降低空载噪声，噪声水平可下降3～4dB（A）。为了降低变压器的励磁容量及励磁电流，大幅度减小声功率，可以采用更小的铁心接缝进而降低铁心振幅，改善空载噪声。

（4）为了避免增大硅钢片的磁致伸缩，增大噪声，应该控制硅钢片在各生产工序中受到的机械碰撞。

（5）通过在铁心原材料端面上涂刷环氧胶或聚酯胶，以求增加硅钢片表面张力，也能够降低磁致伸缩量，进而改善噪声。

（6）在变压器的铁心硅钢片之间加装橡胶垫， 能减少铁心片间的磁振动， 可降低变压器噪声1～2dB（A）.

（7）铁心绑扎紧固力要足够大，且绑扎带要放置均匀，以保持铁心叠片平直，避免波浪变形。造成铁心硅钢片之间的磁振动。

3.2 增加减震措施吸收噪声声能

（1）变压器的油箱底和地基会将一部分铁心的机械噪声传递到周围环境。为了使噪声在传播路径中的得到衰减，可以在变压器器身与箱底之间以及箱底与地基之间安置缓冲器。想要利用弹性连接替代刚性连接，使部件振动传递到油箱时进一步衰弱，避免共振发生，改善噪声，可将减震脚垫放置在铁心垫脚下以及振动部件与箱壁之间，进而使噪声水平下降2～4dB（A）。

（2）可以通过在油箱加强铁中增加岩棉、玻璃纤维等隔音材料，以吸收振动能量的途径来改善噪声强度，使噪声水平下降5～6dB（A）。

3.3從将变压器的噪声在空气传播过程中进行隔断的思路

可以在变压器外设置隔音罩，通过多层隔声板的布置，大幅度削弱通过空气传播的部分变压器噪声。同时配合消声器的使用，在变压器周围安置数个能产生与变压器噪声抵消噪声的发声器，使噪声水平下降15dB（A）左右。

3.4 降低变压器风冷却装置噪声

3.4.1冷却风扇噪声的控制

优先选用自然冷却的方式设计空载噪声水平低的变压器，在不使用油泵的情况下避免了风扇和油泵在噪声上的叠加。为了确保大容量、高电压等级变压器的散热需求，选取冷却器时，优先选择较低转数的风扇以及噪声水平低的潜油泵。更好的风扇片形、更大的风扇直径、叶片平衡度、叶片材料，同样能够有效改善冷却器风扇的噪声水平。

3.4.2采用低噪声潜油泵

3.5 当变压器不知在室内时

为避免墙面反射噪声造成的声强增加，可以通过使用矿渣棉之类高吸声系数的材料对墙体表面进行涂覆，增强墙面吸收噪声效果，进而改善噪声水平。

4 结束语

环保问题的日益升温，是对变压器生产制造商改进噪声控制技术，研发更优质结构材料的强有力的敦促。跟随时代的发展，生产出对环境更友好的产品，才能在满足用户需求的同时推动变压器市场的不断发展。

参考文献：

[1]蒋雪峰，黄文新.基于节能与减噪的电力变压器多目标优化设计[M].陕西：西安高压电器研究所，2013.

[2]赵宏飞，马红忠等.电力变压器油箱固有频率测试及其影响分析[M].南京：南京电力自动化研究所，2013.

作者简介：杜勇锋（1989-），男，辽宁沈阳人，研究方向：电力变压器研发与设计。