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1、大型電力變壓器的噪聲分析與控制【摘要】中國城市的發(fā)展進程伴隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展而逐年加快，對于能源建設(shè)提出了更高的要求。然而，由于大型的電力變壓器被安裝在城市內(nèi)，其在運行過程中所發(fā)出的噪聲已經(jīng)成為了城市的一項污染源。分析大型電力變壓器的噪聲，并制定相應(yīng)的控制措施是非常必要的?！娟P(guān)鍵詞】電力變壓器；噪聲；控制電力事業(yè)應(yīng)市場需求而不斷地完善技術(shù)，服務(wù)的質(zhì)量也有所提升。高電壓輸電線路引進到城市中，給人們的生活用電提供了便利條件。與此同時，隨著110千伏，甚至于220千伏的變電站被建設(shè)在城市居民區(qū)，導(dǎo)致大型變壓器所發(fā)出的
2、噪聲嚴重地污染了城市環(huán)境。一、變壓器噪聲的產(chǎn)生6電力變壓器所產(chǎn)生的噪聲主要來源于本體和冷卻系統(tǒng)。從變壓器噪聲產(chǎn)生的機理來分析，當鐵心的硅鋼片處于磁致伸縮狀態(tài)的時候，其是在交變磁場的作用下所形成的，即便是磁致伸縮的幅度極其微小，也會引起鐵心發(fā)生周期性地震動，此時，會有電磁吸引力在硅鋼片的接縫處與疊片之間產(chǎn)生，這種現(xiàn)象主要是由于出現(xiàn)漏磁而形成的。電力變壓器之所以會發(fā)生噪聲，在于漏磁的作用而使電磁吸引力產(chǎn)生，導(dǎo)致有電磁力在繞組中形成，并引起繞組發(fā)生振動，噪聲因此而產(chǎn)生。二、變壓器噪聲的研究（一）漏磁場的作用而引起的噪
3、聲大型的變壓器電流相對較大，漏磁場也會相應(yīng)地增大。當變壓器繞組中所流動的電流與漏磁場發(fā)生作用，就會有電磁力在導(dǎo)線上產(chǎn)生。在漏磁場的作用下，繞組此時會有1～20千牛的軸向電動力產(chǎn)生，鐵心在這個推動力的作用下，形成由于金屬撞擊而產(chǎn)生的震動，噪聲因此而形成。在變壓器繞組的漏磁區(qū)域，會有引線穿過，那么，引線也會受到漏磁的影響，隨著漏磁場的增大，引線在越來越大的電動力的作用下，會導(dǎo)致震動的噪聲頻率增高。此外，當有氣隙的導(dǎo)磁鋼件之間出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象的時候，基于漏磁的交變性特點，相應(yīng)的交變電磁吸力會因此而產(chǎn)生。此時，如果鋼件之間
4、處于不可靠的連接狀態(tài)，就會因金屬的撞擊而出現(xiàn)噪聲。（二）冷卻系統(tǒng)所產(chǎn)生的噪聲大型的電力變壓器的冷卻方式主要為兩種，即風冷和強油風冷。要發(fā)揮冷卻系統(tǒng)的制冷功能，就要將風扇和油泵都打開，隨著風機和油泵電機的轉(zhuǎn)動，就會有空氣動力噪聲形成。通常情況下，一臺變壓器要配有兩臺以上的風冷卻器。如果是處于正常的符合條件下，SF-PZ11-180000/2206變壓器處于常規(guī)運行環(huán)境中，需要配備風冷卻器4臺，那么，所產(chǎn)生的空氣動力噪聲甚至可以超過80dB（A）。相比較于由于漏磁場的作用而引起的噪聲，冷卻系統(tǒng)的噪聲要高出很多。（三
5、）電力變壓器所產(chǎn)生噪聲的頻率由于變壓器本體所產(chǎn)生的噪聲與磁致伸縮的變化周期成反比例變化的，當磁致伸縮的變化周期為電網(wǎng)頻率的一半的時候，變壓器所發(fā)生的噪聲就會使電網(wǎng)頻率的兩倍。以此為基頻，電力變壓器處于低頻率特征是時候，在電網(wǎng)頻率的影響下，噪聲能量就會在基頻的基礎(chǔ)上呈現(xiàn)出偶數(shù)被增長。中國電力企業(yè)所應(yīng)用的變壓器，噪聲以線譜噪聲為主，頻率集中于100赫茲、200赫茲以及300赫茲局限范圍內(nèi)。變壓器的線譜特性如圖1所示。三、大型電力變壓器的噪聲控制（一）變壓器噪聲降低的措施1.鐵心采用多級接縫當鐵心采用多級接縫設(shè)計的時
6、候，接縫處的磁通會出于相對均勻的分布狀態(tài)，降低氣隙中的磁密，會使接縫處所產(chǎn)生的噪聲弱化。同時，在降低了振幅的同時，還會使勵磁的電流和容量相對降低，噪聲功率也會相應(yīng)地降低。2.避開鐵心的自振頻帶為了降低噪音頻率，正在設(shè)計的過程中，就要將鐵心的自振頻率考慮在內(nèi)。為了避開由6于鐵心的自振而產(chǎn)生的噪音，可以對于窗口尺寸進行調(diào)整。額定頻率為50赫茲的變壓器，需要避開的自振頻率帶分別為：75～125赫茲，175～225赫茲，245～325赫茲，375～425赫茲。這些共振頻帶如果被有效避開了，就不會在鐵心處有共振產(chǎn)生。（二
7、）變壓器噪聲的消聲措施當變壓器處于運營狀態(tài)時，產(chǎn)生噪聲是在所難免的，即便是采用了各種控制措施，弱化噪聲的能力也很有效。因此，可以從傳播途徑的角度進行研究，試圖使噪聲衰減并逐漸地消失于傳播途徑中。1.運用噪聲發(fā)生器將噪聲發(fā)生器放置在變壓器的1米范圍內(nèi)。由于噪聲發(fā)生器所發(fā)出的聲音會轉(zhuǎn)變變壓器的噪聲信號，使其以電信號的形式傳輸出來，因此而實現(xiàn)了噪聲相互抵消的作用。為了使變壓器的噪聲在噪聲發(fā)生器破壞性的干擾下而消失，需要兩種噪聲在振幅相等的條件下實現(xiàn)。那么，這種噪聲控制系統(tǒng)就要安裝聲音調(diào)節(jié)器、傳感器以及電子控制器，以使
8、噪聲的振幅具有可調(diào)性。這一裝置在郵箱的任何部位都可以安裝。當數(shù)字信號通過控制器專門的聲音設(shè)計以及振動調(diào)節(jié)器而出現(xiàn)的時候，變壓器郵箱所產(chǎn)生的噪聲就會在振動調(diào)節(jié)器的作用下停止。在100～400赫茲內(nèi)，聲音調(diào)節(jié)器會出現(xiàn)極為微小的諧振波，對于消除油箱噪音具有很好的消除作用。2.運用緩沖裝置6選擇合適的防振膠墊放置在磁屏蔽和箱壁之間，并在鐵心墊腳處也墊上防振膠墊。當有鐵心振動或者磁屏蔽振動出現(xiàn)的
