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1、浅谈降低干式变压器噪音的几点措施 摘 要：通过对干式变压器噪音产生原因的分析及降低噪音重要性的阐述，结合工作实际给出了几点建议性的降噪措施，对安装现场降噪处理有较好的参考性。 关键词：干式变压器；声级；磁致伸缩。 0 前言 近年来，随着城区的不断扩大及城乡用电量的日益增加，变压器等电力设备越来越深入负荷中心及公共场所，甚至就在居民区安装。 现代化进程的加速，环境保护显得日益重要，变压器的噪声危害已提上议程，这使得对变压器运行时产生的噪音越来越受到人们的关注,如何降低变压器噪音已成为变压器制造业急需解决的问题。本文仅就干式变压器（以下简称“干变”）噪音问题提出自己的一些看法。 1 噪声式声级水平
2、 国际上许多国家都相继制定了变压器噪音控制标准，国际电工委员会在IEC551-1976中规定了变压器声级的测量方法。我国于1987年在GB7328-87变压器和电抗器的声级测定中规定了变压器和电抗器的声级测量方法，并在有关专业标准中对变压器的噪音提出了控制标准，但目前尚未将变压器声级测定列入出厂试验或型式试验项目，属于变压器的特殊试验，通常根据用户要求及有关合同规定执行。国内干变制造厂与科研院校密切配合，对噪声产生的原因及机理进行潜心研究，不断深入探索，优化样品设计，反复进行试验及验证，取得了很大的突破，并很快将科研新成果落实到产品中。十几年来，更新了一代又一代的产品，使干变噪声大幅度下降。新
3、系列配电变压器其噪声比现行国标降低达1020dB(A)：2,500kVA及以下容量的配电变压器，噪声一般可控制在50dB（A）以内；35kV特大容量如16,000kVA电力变压器通常可控制在60dB（A）左右。 一般噪音的测量方法有声强法、声压法和声功率级法。所谓声级水平是声压级水平的简称。声级水平是指额定电压额定与频率下变压器处于空载励磁条件时在规定轮廓回线（国标规定为0.3m,但为安全起见，一般测量距离为1m）上测得的声压级水平（A）加权值。因为属于空载，所以考核的主要是由铁心励磁时产生的磁致伸缩所引起的空载声压级水平。但是，随着变压器容量的增大，负载电流在绕组内也会产生噪音，负载电流所引
4、起的声级水平就不可忽略了，故目前的标准中对负载电流引起的声级水平也有了规定，对大容量变压器而言，真正的噪音应是额定电压、额定频率并通过额定电流时所测得的声压级水平. 2 变压器噪音产生的原因 变压器所发出的可听见的噪音是由铁心的磁致伸缩、风冷系统的机械振动及磁屏蔽内的电磁力所引起的。一直以来,磁场诱发铁心叠片沿纵向振动所产生的噪音是变压器噪音的主要成分。该振动的幅值与铁心叠片中的磁通密度及铁心材质的磁性能有关，而与负载电流关系不大。具体来说，变压器噪音共有三个声源：一是铁心，二是绕组，三是风冷及温控系统。即空载、负载和附加系统引起的噪音三者之和。铁心产生噪音的原因是构成铁心的硅钢片在交变磁场作
5、用下，会发生微小的变化即磁致伸缩，磁致伸缩使铁心随励磁频率的变化做周期性振动。绕组产生振动的原因是电流在绕组中产生电磁力，漏磁力也能使结构件产生振动。电磁力（和振动幅值）与电流的平方成正比，而发射的声功率与振动幅值的平方成反比。 3 影响变压器噪音的因素 3.1 影响空载噪音的主要因素 如前所叙，铁心产生噪音的原因主要是在交变磁场作用下，硅钢片的尺寸会发生微小的变化。由于磁致伸缩的变化周期是电源频率的半个周期，磁致伸缩引起的变压器本体的振动，是以两倍的电源频率为基频率的。所以，硅钢片的振动主要是由铁磁材料的磁致伸缩引起的。磁致伸缩率的大小与硅钢片的材质有关。磁致伸缩率越大，则噪音就越大。在磁场
6、强度相同的情况下，材质好的硅钢片磁致伸缩也小，因此噪音也相应要小。磁致伸缩还与磁场强度有关，随磁场的增强而变大。磁致伸缩与硅钢片表面是否涂漆及是否退火也有关，因为涂层对硅钢片有附着力，可防止硅钢片变形。在相同磁场强度下退火的硅钢片比不退火的硅钢片磁致伸缩要小得多，这是由于选择退火工艺，可以成倍降低磁致伸缩。 变压器空载噪音除与本身材质等有关外，还与接缝情况有关，接缝处越小，则噪音也就越小。如铁心采用阶梯式接缝，使铁心接缝相互错开，叠完铁心后在剪切边缘上用树脂漆粘合，减少噪音向外传出。 3.2 影响空载噪音的其它因素 1) 噪音与心柱和铁轭直径、铁心窗高、铁心窗宽、铁心质量有关。铁心窗高与铁心直
7、径比每减小0.1，变压器噪音就要降低23dB. 2) 铁心中除了基频磁通外，还有高频磁通，当铁心附属系统的固有频率与噪音的某些高频磁通的频率接近时，将发生噪音共振现象，使噪音增大。因此，变压器铁心及其附属系统的固有频率要避开一些高频波段。 3) 为了防止铁心共振，在设计低噪音变压器时，还要考虑铁心的自振频率。当变压器的额定频率为50Hz时，铁心的自振频率应避开以下频带：75-125Hz,165-235Hz,275-325Hz,375-425Hz。如自振频率避开共振频带，铁心将不会产生共振。参考电力标准6500KV电力变压器声级JB/T 10088-2004，容量为1002500KVA，610K
8、V的干变，其声级不应超过下表规定：（测量距离为1m）。 容 量（KVA） 100 125 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 声 级（dB） 65 66 67 69 70 71 72 74 75 77 78 注：1) 本标准所列等值容量，是相当于双绕组变压器容量的等值容量; 2) 当被试变压器的电压和容量与表中所列数值对不上时，可按最靠近的电压或较大一级的容量来确定。 4 降低空载噪音的办法 4.1 减少振源噪音 1) 采用磁致伸缩小的高导磁材料，如选30ZH120硅钢片可比选用其它材质的硅钢片噪音降低45dB(A)。 2)
9、 降低铁心磁密，可以降低噪音。过励磁运行时，空载下声压级水平会增大，超铭牌运行时，负载下声压级水平也会增大。变压器的磁通密度越高，铁心中磁致伸缩就越大，空载下声压级水平也就越大。磁通密度每降低0.1T，可降低23dB(A)噪音。但降低磁密后，铁心截面积、变压器等值容量和造价都相应增加，从成本角度来说是不经济的。因此，降低磁密不能超过标准磁密的10%。 3) 改善和缩小铁心接缝，或采用多级接缝。采用多级接缝铁心比两极接缝空载噪音小，可使噪声降低45dB(A)。这是因为采用多级（四级以上）接缝后，在接缝处磁通分布均匀，又使气隙中的磁密大大降低，导致接缝处由磁吸力引起的噪音减小的缘故。另外，减小接缝
10、，可以降低振幅，同时减小变压器的励磁容量及励磁电流，使声功率大幅度降低，可降低空载噪音45dB(A)。防止和减少硅钢片在加工、生产过程中受到的机械撞击，否则会使硅钢片的磁致伸缩加大，从而增加铁心的噪音。在铁心端面上涂环氧胶或聚酯漆，可增加铁心表面张力约束，也可以起到减少磁致伸缩量，减少噪音向外传播，从而起到降低噪音的目的。 4.2 在吸收声能减振方面 铁心产生的噪音有一部分是通过底座与安装基础传出去的。由于干变环氧树脂真空浇注线圈既起绝缘作用，同时也有较好的支撑作用，如果在其与安装附件间或底座与安装基础间加缓冲器，使振动由钢性连接变为弹性连接，能使噪音通过缓冲器而衰减。因此在其之间放置防振胶垫
11、，减少振动、防止共振，从而达到降低噪音的目的。此措施可以降低噪音12dB(A)。 4.3 消声法 采用消声法，即在变压器1m以内放置若干个发声器，使它们发出的噪音与变压器发出的噪音相互抵消。它的原理是首先把变压器的噪音信号转变为电信号，然后放大励磁噪音发声器，使各噪音源发出的噪音，振幅相等，相位相反，使变压器噪音受到破坏性干扰，可降低噪音5dB(A)左右。 4.4 其它方法 1) 在设计低空载噪音变压器时，尽量采用自冷式，这样可以去除风冷系统噪音的叠加。当容量难以满足需要时，为了满足大容量变压器的散热，宜选用低噪音、低转速的风机。采用低速风机，可使自冷变压器的容量提高33%。当然也可以根据具体
12、情况采用双速风机：在负荷较小时启动低速风机，噪音可相应的降低；在负荷较大时启动高速风机。此时虽增大了噪音，但最大可使自冷变压器容量提高67%左右。 2) 在室内布置变压器时，应考虑由噪音在墙面反射时可能导致噪音的增大。该增值是变压器表面积与变压器室表面积之比的函数，并与墙面和天花板的吸声系数有关。采用矿渣棉或类似吸音材料对墙面涂覆处理，可增加吸声系数，使变压器噪音明显降低。 5 结论 以上分析了变压器噪音产生的原因，概述了降低变压器噪音的几种方法，希望本文能对变压器设计及工艺人员起到一定的借鉴作用，使变压器更环保、更高效运行。 可以这样说，中国人制造出的干变，已经基本上解决了变压器噪音扰民的问题；同时，噪声控制也已达到世界先进水平。 参考文献 1保定天威保变电气股份有限公司.变压器试验技术.北京：机械工业出版社，2003； 2JB/T 10088-2004,6-500KV电力变压器声级S。
