大型電力變壓器的噪聲分析與控制

孫文東

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展，城市的發(fā)展進(jìn)程也在逐年加快，在這樣的背景下，對于能源的建設(shè)也有了更高的要求。在大型電力變壓器的運(yùn)行過程中，所產(chǎn)生的噪聲已經(jīng)成為了城市中的重要污染，因此對于大型電力變壓器的噪聲進(jìn)行控制是非常必要的。本文首先對于大型電力變壓器的噪聲進(jìn)行分析，從而對于大型電力變壓器的噪聲控制措施進(jìn)行研究。希望通過本文，能夠?yàn)榇笮碗娏ψ儔浩髟肼暱刂铺峁┮恍﹨⒖己蛶椭?/p>

關(guān)鍵詞：大型電力變壓器;噪聲分析;噪聲控制

引言：我國的電力事業(yè)發(fā)展離不開高新技術(shù)的支持，這樣才能夠有效的提升電力服務(wù)質(zhì)量。通過將高壓輸電線路安裝到城市當(dāng)中，為城市中的居民生活提供了更大的便利，與此同時，變壓器所產(chǎn)生的噪聲也對人們的生活造成了一定的負(fù)面影響。大型電力變壓器所產(chǎn)生的噪聲主要來自于變壓器本身以及冷卻系統(tǒng)。從變壓器運(yùn)行的機(jī)制來看，當(dāng)其中的硅鋼片位于磁場中從而導(dǎo)致其呈現(xiàn)出伸縮狀態(tài)時，主要是由于交變磁場的原因而造成的，即使伸縮的幅度相對較小，卻仍然會導(dǎo)致變壓器中的鐵芯出現(xiàn)震動的情況。在這個過程中，會有電磁力在硅鋼片中的接縫中出現(xiàn)，之所以會出現(xiàn)這種情況，主要是因?yàn)槁┐旁斐傻?。大型電力變壓器出現(xiàn)噪聲的情況，是因?yàn)槁┐哦鴮?dǎo)致的電磁吸引力造成的，使得電磁力在繞組的過程中出現(xiàn)，并導(dǎo)致繞組出現(xiàn)震動的情況，從而導(dǎo)致噪聲的出現(xiàn)。

1.大型電力變壓器的噪聲分析

1.1漏磁場

大型電力變壓器有著較大的電流，所以漏磁場也就會變大。變壓器繞組當(dāng)中的電流和樓磁場之間出現(xiàn)的作用效果，電磁力這時就會在導(dǎo)線中誕生。因?yàn)闃谴艌龅淖饔?，會?dǎo)致繞組出現(xiàn)幾千牛的電動力，而這是鐵芯在這樣的作用下，會出現(xiàn)金屬撞擊的聲音，這就是噪聲出現(xiàn)的整個過程。在變壓器中的繞組中，所產(chǎn)生的漏磁部分，會穿過引線。所以引線必然會遭到漏磁部分的影響，隨著漏磁部分的逐漸增加，那么對于引線形成的電動力也就會越來越大，從而增加震動的噪聲。另外一方面，因?yàn)閷?dǎo)磁鋼件的氣隙中出現(xiàn)了漏磁的情況，由于漏磁所發(fā)生的這種交變性，從而產(chǎn)生一種交變性質(zhì)的電磁力。這是如果鋼件之間的鏈接狀態(tài)不穩(wěn)定，那么就會出現(xiàn)金屬撞擊式的噪聲。

1.2冷卻系統(tǒng)

大型電力變壓器中的冷卻系統(tǒng)主要包括以下兩種，一種為風(fēng)冷形式的冷卻系統(tǒng)，另一種是強(qiáng)油風(fēng)冷形式的冷卻系統(tǒng)。想要充分發(fā)揮出冷卻系統(tǒng)的作用，就必須打開變壓器的油泵和風(fēng)扇，風(fēng)扇和油泵的電機(jī)轉(zhuǎn)動就必然會導(dǎo)致噪聲的出現(xiàn)。一般情況下，一臺變壓器需要配置兩臺或者兩臺以上的冷卻系統(tǒng)，如果變壓器處于常規(guī)的運(yùn)行環(huán)境中，通常需要配置四臺風(fēng)冷冷卻系統(tǒng)，那么這時因?yàn)轱L(fēng)扇和油泵電機(jī)轉(zhuǎn)動而發(fā)出的噪聲就會非常大。因此說冷卻系統(tǒng)所發(fā)生的噪聲要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于因?yàn)槁┐艌龆霈F(xiàn)的噪聲。

1.3變壓器噪聲頻率

因?yàn)樽儔浩髦谐霈F(xiàn)的噪聲與磁致伸縮變化周期成反比，所以當(dāng)磁致伸縮變化周期頻率為電網(wǎng)的二分之一時，那么變壓器的噪聲就會更高。所以說，在大型電力變壓器處于低頻狀態(tài)時，那么在電網(wǎng)的影響下，噪聲會在基礎(chǔ)頻率的影響下出現(xiàn)偶數(shù)倍的增加。

2.大型電力變壓器的噪聲控制

2.1降噪措施

首先，可以對變壓器中的鐵芯采用多級接縫的方式，這時在鐵芯的接縫部位磁場會分布的更加均勻，從而對于氣隙中的電磁密度進(jìn)行有效的降低，從而弱化鐵芯接縫部分所發(fā)生的噪聲。同時，通過這個過程不但有效降低了振幅，同時也減少了磁場中的電流和容量，從而有效的降低噪聲的功率。

其次，可以通過對鐵芯自震頻率的合理設(shè)計(jì)，來有效降低噪音的頻率。為了避免因?yàn)殍F芯震動而出現(xiàn)的噪音，應(yīng)對鐵芯中的窗口尺寸進(jìn)行合理的調(diào)整。當(dāng)變壓器的額定頻率為五十赫茲時，那么要避開的自振頻率帶分別為75～125、175～225、245～325、375～425。如果能夠避開這些自振頻率，那么即可有效控制噪聲的發(fā)出。

2.2消聲措施

當(dāng)大型電力變壓器處于運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中時，不可避免的會發(fā)出噪聲，雖然采用的一些措施來對這些噪聲進(jìn)行控制，并且獲得了一定的效果，但是一部分噪聲仍然是存在的。所以可以從噪聲的傳播途徑角度來進(jìn)行探討，來將噪聲有效的消除在傳播途徑當(dāng)中。首先是對于噪聲發(fā)生器的應(yīng)用。將該裝置放置在大型電力變壓器周圍一米范圍內(nèi)，這是噪聲發(fā)生器所發(fā)出的聲韻會轉(zhuǎn)化成為變壓器信號，并通過信號的方式來進(jìn)行輸出，從而形成噪聲相互抵消的效果。為了確保大型電力變壓器發(fā)出的噪聲與噪聲發(fā)生器發(fā)出的噪聲能夠相互抵消，需要確保兩種噪聲的振幅相同。所以，需要在噪聲發(fā)生器中安裝聲音調(diào)整裝置、傳感裝置以及電子控制裝置，使得噪聲發(fā)生器的聲音能夠進(jìn)行隨時的調(diào)整。將該裝置安裝在油箱部分，當(dāng)數(shù)字信號通過控制裝置的聲音設(shè)計(jì)以及震動調(diào)節(jié)裝置出現(xiàn)時，變壓器的油箱所出現(xiàn)的噪聲就會在振動調(diào)節(jié)裝置的影響下而停止。在100～400赫茲范圍內(nèi)，聲音調(diào)節(jié)裝置會出現(xiàn)非常小的諧振波，從而有效的消除掉油箱出現(xiàn)的噪聲。

其次是運(yùn)用緩沖裝置，例如防震膠墊、絕緣層壓木等等。將防震膠墊安裝在箱壁和磁屏蔽兩者之間，并保證防震膠墊的合理性。同時也可以在鐵芯部分安裝上防震膠墊。一旦鐵芯或者磁屏蔽著兩個部分出現(xiàn)震動情況時，且震動效果傳遞到油箱中，那么通過對防震膠墊的運(yùn)用即可將原有的剛性鏈接方式轉(zhuǎn)化為柔性鏈接方式，從而對于震動進(jìn)行有效的削弱，這樣一來共振的現(xiàn)象就會消失，從而避免了噪聲的出現(xiàn)。當(dāng)把絕緣層壓木放置在受力部件和螺桿之間時，能夠有效的避免因?yàn)榻饘僮矒舳霈F(xiàn)的噪聲。

結(jié)束語：總的來說，在我國城鎮(zhèn)化發(fā)展的過程當(dāng)中，各種能源的消耗也在逐漸的增加。電力能源作為我國的基礎(chǔ)性能源，隨著人口數(shù)量的提升而出現(xiàn)了更大的消耗。為了緩解城市中存在的用電問題，高壓輸電線路逐漸的被應(yīng)用到了城市當(dāng)中，從而有效的解決了變電設(shè)備不斷提升的電壓要求。但是，對于大型電力比啊那語氣的應(yīng)用導(dǎo)致了城市中噪聲污染的出現(xiàn)，所以著力分析大型電力變壓器出現(xiàn)噪聲的原因并采取相應(yīng)的措施對噪聲進(jìn)行有效控制成為了當(dāng)前的重要研究方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳曉文，周年光，彭繼文， 等.電力變壓器噪聲特性與相關(guān)因素分析[J].電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報，2018，33（3）：81-85，146.

[2]陳喆.電力變壓器噪聲分析與有源降噪探討[J].電聲技術(shù)，2018，42（9）：37-39.

[3]周亞琪，應(yīng)黎明，胡克飛， 等.基于全相FFT的電力變壓器噪聲衰減模型[J].中國電力，2018，51（9）：93-100.