变电站运行变压器及附属设备的噪声与电磁特性研究

周再游

摘要：变压站内部变压器及附属设备产生的噪声对变压器正常工作造成严重影响，不同的噪音对变压器和周围环境影响不同，分析变压器相关设备噪音产生的原因以及电磁特性能够帮助相关技术人员更好的掌握变压器的状态，进而合理的设置变电站各方面的设备。文章对变电站运行变压器及附属设备开关和母线设备进行噪声及电磁场分析，旨在对改善变电站噪声和电磁影响提供有力参考。

关键词：变电站；变压器；附属设备；噪音；电磁特性

当下城市的变电站当中一些距离居民区域较近的变电战受周围环境的影响较严重，噪音敏感的区域变电站的正常工作受到不同程度的影响。变电站当中的输变电设备、变压器以及附属性的设施是产生噪音和电磁影响严重的设备类别。随着人民生活水平的不断提高，人们对于变电站的噪声和电测特性开始密切关注。要在掌握城市变电站相关设备的噪声特性和电磁特性基础上采取合理的措施对不利因素及时屏蔽和控制，进而实现资源节约和良好环境的营造。优化变电站的建设是电力行业发展的必然趋势。

1.变电站运行现状

当下力工作当中，城市的变电站其噪声以及电磁影响受到广泛大众的密切关注，城市的变电站变压器及其附属设备的噪声以及电磁特性的相关分析还存在一定的问题，要解决这一问题，就必须针对变电站的实际运行对变压器的各方面属性分析，着重分析其噪声和电磁特性。变压器及其附属设备包括变压器本身、开关设备、母线等等。变压器的贴心在磁致伸缩作用下会产生一定的振动，在电磁作用下会对周围环境产生一定的影响，而开关设备和母线的噪音和电磁也是由于电磁力和电磁感应引发的[1]。要减少变电站变压器相关设备的噪音和电磁干扰，就要在了解设备噪声和电磁特性的基础上开展噪声和电磁的控制工作。文章以500kv的变电站变压器及附属设备为例，对噪声和电测特性进行分析，并提出相应的变电站电磁和噪声的治理方法。

2.变压器及附属设备噪声分析

变电站变压器产生的噪音主要是变压器内部铁芯和线圈等部件的噪声。在变压器受到电压之后，其变压器铁芯励磁，磁通后硅钢片伸缩，铁芯硅钢片接缝和叠片导致空气振动，进而產生噪音。变压器的高低压线圈轴向松动，将会导致线圈导体产生吸力和斥力，进而产生较大的噪声[2]。变压器的油箱、散热管、风扇、电机、油泵等工作的时候也会伴随有一定的噪音产生。

城市变电站变压器及附属设备的噪声发生影响受多方面因素的干扰。其中，变电站自身距离居民区的距离决定了变压器造成的影响。当下城市的发展导致用电需求不断增加，电网结构的扩大发展并完善导致变电站建设工程不断增多。但是城市化的发展导致变电站建设用电遇到一定问题，一些城市变电站距离居民区过近，一些距离居民区较远的变电站随着城市的扩大发展也逐渐拉近了和居民区的距离。而变电站自身符合较满，导致大量的噪声产生，对周围环境造成严重影响。

变电站的设计工作中为考虑变压器及附属设备的噪音问题也是造成变电站变压器噪音影响严重的问题之一。在我国城市的变压器中，一些室内安装的变压器很好的解决了我国城市的供电问题，但是其变压器安装当中对变压器及附属设备的噪声问题考虑不健全导致变压器施工中没有对墙壁、门窗等进行防噪音处理，导致变压器运行中产生的噪音经墙壁反射之后形成更大的噪音污染[3]。

变压器的长久使用也是导致噪音问题突出的重要内容。在制造厂进行噪声测量时，由于变压器自身未经使用，其噪音较小。但是在变压器及附属设备投入使用较长时间后，一些零件的松动和尘埃的影响导致变压器及其附属设备噪音较大。此外，电力设备的维护维修工作不到位也会导致变压器及其附属设备年久失修，一些螺丝松动的现象较严重，导致设备运行的过程中出现较大的噪音。

3.变压器及其附属设备噪声和电磁特性分析

3.1变压器噪声和电测特性研究

变压器的噪声和电磁特性的分析能够帮助技术人员找到变压器的电磁峰值以及噪音能量的频率范围，以硬性的研究数据作为支撑，从而科学分析变压器噪音及电磁的产生，从噪音和电磁和特性出发，制定出相应的解决措施。通过在变压器相关设备外侧（1米左右）位置对变压器的实际数据进行分析，对变压器的噪声和电磁特性进行测量，测量结果如图1。通过对变压器的噪声和电磁的频谱分析得出相对应的各项数据如下：

由图可清晰的得到相关数据。变压器本身的噪声水平可达69/dB左右，整体上具有较高的噪声水平，且其噪声能量集中在50Hz-800Hz之间，在50Hz、100Hz、200Hz和500Hz上达到峰值，主要体现出中低频噪声的频率特点。

由图2 可得，在30MHz-1GHz频段之间变压器的电磁峰值频率集中在100MHz、400MHz、500MHz、900MHz之间，在100MHz处变压器出现宽频电磁特征。对变压器的工频电磁场进行分析得到其工频电场的强度在1.6KV/m，其工频磁场强度可以达到5.72A/m，工频的电磁场强度较高，对周围环境的影响较大。

3.2开关设备噪声和电测特性研究

采用3.1的研究方式可以得出变压器的开关设备其噪声水平相比较低，其噪声能量主要集中在50Hz-200Hz之间，其频率的峰值集中在63Hz、125Hz之间，整体属于低频噪声特性。对变压器开关设备的电磁频谱特性分析得到在30MHz-1GHz频段，变压器的开关是设备电磁峰值频率在90MHz-110MHz以及500MHz-1000MHz范围中变化，在不同的频率附近均有宽频电磁特征。对变压器的开关设备工频电磁场进行研究，相应的工频电厂强度最高可达1.8KV/m，工频磁场强度可达0.85A/m，开关设备的工频磁场强度较高。

3.3变压器母线噪声和电磁特性的研究

对变压器母线的噪声和电测特性研究采用上述研究方法，在母线下方投影外侧位置（1m左右为宜），对设备的噪声以及电测特性进行研究分析。其噪声能量主要集中在50Hz-200Hz之间，其频率的峰值集中在63Hz、125Hz之间，整体属于低频噪声特性。对变压器母线的电磁频谱特性分析得到在30MHz-1GHz频段，变压器母线是设备电磁峰值频率在90MHz-110MHz以及500MHz-1000MHz范围中变化，在不同的频率附近均有宽频电磁特征。对变压器的开关设备工频电磁场进行研究，相应的工频电厂强度最高可达0.45KV/m，工频磁场强度可达4.58A/m，开关设备的工频磁场强度较高。

4.针对变电站运行变压器及附属设备的噪声与电磁特性的对策

4.1优化变电站选址，合理设计、选型变压器

解决变电站运行变压器及附属设备的噪声与电磁特性的影响，变电站自身的位置要尽量远离居民区，避免变电站的噪声和电磁对居民生活带来不便。对供电工作部门而言，要加强和城市各个部门之间的沟通和联系，通过各个工作部门之间的协调工作，优化变电站的选址，将其设置在对周围环境影响较小的地区，将变电站设置原理噪声的敏感物品。对于变电站的设计以及相关变压器的选型上要考虑的城市的发展以及时代的变化。在变压器的选择上可以选择的油浸自冷式变压器，切实的减少变压器运行的噪音和电磁干扰。采用这种变压器还可以减小变压器自身的电能损害，减少后期变压器维修的费用消耗。对于室内变电站而言，其设计工作不仅仅要注重变电站的实际选址，更要对变电室的门窗和墙壁进行优化处理，选择防噪音的相关材料进行建设，在 室内设置吸声的青碧，确保室内变压器的噪声传播较小。

4.2强化城市变电站噪声和电磁干扰治理

（1）强化城市变电站的噪声和电磁干扰治理可以在变电站设置隔音、防电磁干扰墙壁，降低变压器正常工作对周围地区影响。噪音和电磁干扰会给人们省会带来不便，可以对噪音和电磁干扰影响严重区域变电站加装阻止墙。

（2）强化对变压器及附属设备更新改造，将现代化技术融入其中，一些运营时间久、技术落后的变压器要及时更换，减少运行时间较长的变压器及附属部件对周围环境影响。

（3）选择质量较好的电源变压器，延长变压器和PCB的距离，确保变压器远离放大器，避免干扰强度较强的Y轴对准PCB。此外，变压器自身的金属外壳必须接地，以机箱的电磁屏蔽降低干扰。

5.结束语

综上所述，对变压器以及其附属设备进行噪声和電磁特性的研究，能够加深技术人员对变压器及其附属部件的认识，对变电站运行的变压器以及附属设备的噪声和电磁峰值进行分析，有针对性的对噪声和电磁的防护材料进行选择，为实际的工作中优化变电站的噪声和电磁影响提供有力依据。

参考文献：

[1]王庭佛，陈锦栋，凌驾政，等. 声屏障在220kV露天变电站噪声治理中的应用[J]. 环境工程，2016（s1）：1090-1094.

[2]董纪清，陈晓威，林苏斌. 考虑漏磁特性的变压器电磁干扰特性模型[J]. 电工技术学报，2017，32（21）：63-72.

[3]刘涛，罗隆福，戴丽宦，等. 新型整流变压器直流偏磁下的电磁特性分析[J]. 电源技术，2017，41（10）：1479-1481.