大型电力变压器的噪声分析与控制.pdf
《大型电力变压器的噪声分析与控制.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大型电力变压器的噪声分析与控制.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 4 4卷第 6期 2 0 0 7年 6月 珏 毫 , 围同 V o 1 4 4 NO 6 J u n e 2 o o 7 大型电力变压器的噪声分析与控制 余 尤好 , 陈宝志 2 ( 1 闽江学院,福建 福州 3 5 0 1 0 8 ;2 葫芦岛电力设备厂,辽宁 葫芦岛 1 2 5 0 0 0 ) 摘 要 : 对大型电力变压器的噪声进行了分析, 给出了降低变压器噪声的措施。 关键词 : 变压器; 噪声; - P 4 施 中图分类号 : T M4 0 1 1 文献标识码 : B 文章编号: 1 0 0 1 - 8 4 2 5 ( 2 0 0 7 ) 0 6 - 0 0 2 3 - 0 5 N
2、o i s e An a l y s i s a n d Co n t r o l o f L a r g e Po we r Tr a n s f o r me r YU Yo u - h a o ,CHEN Ba o- z h i ( 1 Mi n j i a n g Un iv e r s i t y F u z h o u 3 5 0 1 0 8 C h i n a ;2 H u l u d a o E l e c t r ic F q u i p me n t F a c t o r y Hu l u d a o 1 2 5 0 0 0 , Ch i n a ) Ab s t r a
3、 c t : T h e n o i s e o f l a r g e p o we r t r a n s f o r me r i s a n a ly z e dT h e me a s u r e s t o r e d u c e t r a n s f o r me r n o i s e a r e pr e s e n t e d Ke y wo r d s: T r a n s f o r me r ;No i s e; Me a s u r e 1前言 随着电力事业的发展,高电压输电线路被逐渐 引进城市。变压器噪声所带来的危害越来越多地受 到人们 的关注。根据 我国城 市
4、区域 环境噪声标准 ( G B 3 0 9 6 一 l 9 9 3 )和变压 器噪声标准 ( J B T 1 0 0 8 8 1 9 9 9 ) 规定 。 中小型变压器的噪声基本能符合城区环 境噪声标准,而大型变压器的噪声都超 出了城区环 境噪声标准。因此 , 采取科学合理的措施 , 降低大型 变压器噪声已成为变压器制造业和使用部门急需解 决的问题。 2变压器噪声产生原因 变压器的噪声声源分为本体噪声和冷却系统噪 声 。 铁心的硅钢片在交变磁场的作用下 , 长度发生微 小变化即磁致伸缩,磁致伸缩使铁心随励磁频率的 变化做周期性振动。绕组在漏磁场电磁力作用下使 一 些部件产生振动, 引起噪声 。
5、 铁心电磁吸力和磁致 伸缩 、绕组间电动力以及油箱上磁屏蔽的磁致伸缩 等所产生的电磁噪声 , 一起构成变压器的本体噪声 , 该噪声由油箱传递给外界,和冷却系统产生的空气 动力噪声相叠加, 构成变压器的总体噪声。 2 1 铁心 电磁 吸 力 根据 电磁场理论 ,三相交流电磁系统铁心接缝 处存在频率为 1 0 0 H z的交变电磁吸力。 图 1中,如果铁心在 a与 d 、 a与 f 接缝处受到 电磁吸力 凡,在 d与 b 、 b与 f 接缝处受到电磁吸力 ,在 e与 c 、 c与 g接缝处受到电磁吸力 , 那么铁 心硅钢片接缝间将出现强烈周期性往复相对运动的 趋势。 如果铁心柱或铁轭夹紧程度不够
6、, 即铁心松动 或者夹紧力不均匀 ,夹件与铁心间的摩擦力不足以 保持平衡 , 那么 , 铁心硅钢片也将产生强烈周期性往 复相对运动。 铁心硅钢片间的摩擦及金属接缝撞击 , 将发出 1 0 0倍频的噪声,电磁吸力和硅钢片磁致伸 缩使铁心间发生的摩擦及金属接缝撞击,主要发生 在铁心接缝处。硅钢片以 5 0 H z 做往复相对伸缩运 动时。 也会加剧铁心间的摩擦及金属接缝撞击 , 由此 图 1变 压 器 铁心 Fi g 1 Tr a n s f o r me r c 0 I e 维普资讯 2 4 变 珏 嚣 。 第4 4 卷 产生的振动噪声 , 再与 1 0 0倍频共振迭加 , 通过变压 器油及油箱
7、向外传播 , 使变压器噪声强度提高。 2 2 磁 致 伸缩 铁心励磁时硅钢片产生磁致伸缩。所谓磁致伸 缩 , 是铁心在励磁时 , 沿磁力线方向硅钢片尺寸要增 加 , 而垂直于磁力线方向的尺寸要缩小的变化。 硅钢 片因磁致伸缩而发生尺寸变化的关系式为: ALO C B s i n t ot 式中 和硅钢片材质有关的系数 L 片长 B 。 _ 一 磁密 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 的电源频率为基频的。磁致伸缩率大小与硅钢片 的材质有关 。 磁致伸缩率越大, 则噪声就越大。 在磁
8、场强度相同的情况下 , 材质好 的硅钢片磁致伸缩小 , 因此噪声也小。 磁致伸缩率还与磁场强度有关 , 磁场 越强 , 越大 。大型变压器的铁心尺寸较大, 相对磁 致伸缩 的变化量也较大, 震动的幅度也 比较大。 冷轧 硅钢片常采用 4 5 。 接缝 ,由于导磁率在纵向与横 向 不同 , 在 B相 T接处有弯转磁通 , 那里 的局部磁通 密度会高于平均值 , 磁致伸缩量 比较大 , 因此 , 铁心 接缝处是变压器噪声的主要声源之一。铁心的固有 频率与磁致伸缩振动的频率相接近时 ,会使铁心共 振而导致变压器本体噪声聚增 。 2 3 漏磁 场 引起 的 电动 力和 电磁 吸力 变压器绕组中的电流与
9、漏磁场相互作用 ,使绕 组的导线上产生电磁力。漏磁场的辐向分量 与绕 组中的电流作用 , 使绕组产生轴向电动力 。大容量电 力变压器的绕组在漏磁场的作用下 ,可产生 1 0 0 0 - 2 0 0 0 0 N的轴 向电动力 , 从而推动铁心夹件 , 造成金 属撞击 , 使铁心整体振动 , 产生噪声 。引线穿过绕组 的漏磁区域 ,会使引线受到电磁力 的作用,电磁力 ( 振动幅值) 与电流的平方成正反 , 而发射的声功率 与振动幅值的平方成正比。因此 ,大型变压器电流 大 , 漏磁场也大 , 引线受到的电动力 大, 引线振动使 噪声变大。另外 , 由于漏磁通是交变的, 根据电磁理 论 , 在有气隙
10、的导磁钢件之间, 也会产生交变的电磁 吸力。如在铁心和油箱之间 , 铁心夹件和油箱之间、 上下节油箱之间 、 升高座和电流互感器之间等, 都会 产生电磁吸力 。 如果连接不可靠 , 可能会发生金属撞 击而产生噪声。 2 4冷却 系统噪声 大型电力变 压器冷却方式 为风冷或 强油风冷 时 , 需要将风扇和油泵打开, 风机运转和油泵电机转 动会产生空气动力噪声。在正常负荷下 ,一 台 S F P Z 1 1 1 8 0 0 0 0 2 2 0变压器运行时要投入 3 4台风冷 却器 , 噪声达到 8 0 d B( A) 以上 , 而且冷却系统 噪声 一 般高于变压器本体噪声 。 3变压器噪声控制 3
11、 1 降低变 压器 噪声 的措施 ( 1 )降低铁心磁密可以降低 变压器噪声 。在 1 5 0 T - 1 7 0 T范围内, 磁密每降低 0 1 T, 噪声可 降低 1 - 3 d B ( A) 。 但降低磁密 , 成本相应增加 , 低噪声变压 器铁心磁密一般取 1 6 5 T左右。虽然通过降低磁密 来降低噪声的效果 比较明显 ,但磁密太低成本增加 幅度太大。 ( 2 ) 采用磁致伸缩小 的高导磁材料 。 选用高取 向 导磁硅钢片是减少磁致伸缩最有效的方法 ,相同磁 密下 ( B m = 1 7 T ) , 3 0 Z H硅钢片较 3 0 Z硅钢片磁致伸 缩少 0 5 4 1 0 , 噪声水
12、平低 7 d B( A) ; 2 7 Z D K H硅钢 片较 3 0 Z硅钢片磁致伸缩少 0 8 2 1 0 , 噪声水平低 9 d B( A) , 较 3 0 Z H硅钢 片磁 致伸缩少 0 2 8 1 0 , 噪 声水平低 2 d B ( A) 。所以, 选用高取 向导磁硅钢片可 以有效地降低变压器的噪声。 ( 3 ) 在相 同磁密下 , 磁致伸缩的大小还跟心柱与 铁轭的接缝结构有关。铁心采用多级接缝 比两级接 缝空载噪声小。这是因为铁心采用多级( 四级及 以 上 ) 接缝后 , 接缝处磁通分布相对 比较均匀 , 使气隙 中的磁密大大降低 ,所 以接缝处由磁吸力引起的噪 声减小。 另外
13、, 减小接缝的缝隙 , 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。 ( 4 ) 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 增加铁心的噪声。 采用不剪尖角和不叠上铁轭工艺 , 以减少对硅钢片的摔打次数 ;严格控制硅钢片剪切 毛刺高度,对在剪切和叠装过程中出现的波浪形硅 钢片不选用 , 保证所用硅钢片中晶粒的最优取向。 ( 5 ) 变压器噪声与硅钢片叠装质量密切相关。 因 此 , 在铁心夹紧前 , 认真检查铁心接缝处是否有尖角 挠曲现象, 若有应立即矫正。在铁心夹紧方面 , 上下 铁轭采用 了如图 2所示的夹
14、紧结构 ,使上下铁轭夹 紧力均匀 ; 心柱则采用稀纬带均匀绑扎结构 , 最大程 度的减少硅钢片横 向振动的产生 。 ( 6 ) 为了防止铁 tb共振 , 在设计低 噪声 变压器 时 , 还要考虑铁心 的自振频率 , 合理调整窗 口尺寸 , 避开铁心 的自振频带。 当变压器的额定频率为 5 0 H z 维普资讯 第 6期 余尤好 、 陈宝志 : 大型电力变压器 的噪声分析与控制 2 5 可调节 拉带 可调节 图 2铁 心 夹 紧 结构 F i g 2 Co r e c l a mp s t r u c t u r e 时 , 铁心 的自振频率应避开以下频带 : 7 5 Hz - 1 2 5 H
15、z , l 7 5 H z 2 2 5 Hz , 2 4 5 H z 3 2 5 Hz , 3 7 5 H z - 4 2 5 H z 。女 口 自振 频率避开共振频带 , 铁心将不会产生共振 。 ( 7 ) 在铁心叠片完成后 , 铁心下部接缝处涂环氧 胶或聚酯胶 , 套装绕组插轭完成后 , 再将上部铁心接 缝处涂环氧胶或聚酯胶。这样可增加铁心表面张力 约束 , 减小磁致伸缩量 , 起到控制噪声 的作用。 ( 8 ) 设计 时合理分布绕组的安匝, 将漏磁面积减 小到最小程度 , 使绕组轴向力达到最小 , 从而减少铁 心夹件受到的冲击力。 ( 9 ) 铁心拉板采用低磁钢板 , 降低拉板 内部的漏
16、 磁通量 , 从而减少拉板和铁心夹件之间的电磁吸力 , 减轻相互之间碰撞的作用力 ,这样可以降低金属撞 击噪声的强度。 ( 1 0 ) 由于油箱磁屏蔽的磁致伸缩可引起噪声 , 所以油箱内尽量不使用磁屏蔽 。可根据漏磁量的大 小 , 适 当增大油箱的大小。虽然变压器体积变大 , 油 用量增加 , 但可以节省硅钢片用量 , 成本变化不会很 大,这样就可避免磁屏蔽的磁致伸缩而引起噪声异 常 。 ( 1 1 ) 如果铁心接缝处未被夹紧或边缘处有挠曲 片( 常发生在全斜接缝铁心 4 5 。 角的尖部 ) , 将 出现 异常的噪声。 在铁心叠装及插上铁轭过程中, 要保证 油道垫块不脱落 , 铁心片不挠 曲
17、, 防止硅钢片悬空而 出现异常的噪声。磁致伸缩对铁心硅钢片中存在的 内应力极为敏感 ,且随着压应力的增大而升高。因 此 ,在 装 配 过 程 中 ,铁 心 的压 紧 力 要 控 制 在 0 0 8 MP a 0 4 0 MP a之内,心柱的相对弯曲挠度应不 大于 0 2 。在铁心夹件连接处 、 铁心和油箱连接处 及上下节油箱连接处必须进行可靠固定。 ( 1 2 ) 变压器噪声为本体噪声与冷却系统噪声的 叠加 ,一般冷却系统噪声高于变压器本体噪声 。因 此 , 合理控制冷却系统的噪声 , 能有效地降低变压器 的噪声。在设计低噪声变压器时, 尽量采用 自冷式 , 这样可去除风扇和油泵的噪声。为了满
18、足大容量变 压器散热而采用冷却器时 ,尽量选用低噪声的潜油 泵和低转数风扇的冷却器。也可根据负荷采用双速 风扇 , 当负荷较小时开动低速风扇 , 噪声可相应 的降 低 ; 当负荷较大时开动高速风扇 , 能使 自冷变压器容 量提 高 。 采用上述降低变压器噪声措施后 ,大型变压器 噪声可降低 1 0 d B ( A) 2 0 d B( A) , 对于一般噪声要求 的大型变压器是可以的, 对于安装在居民区附近的大 型变压器, 变压器噪声需要降低 2 0 d B ( A) - 4 0 d B ( A) , 以上措施就无法满足要求 了,所以还要采取消声措 施 。 3 2 变压器的消声措施 噪声的产生不
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大型 电力变压器 噪声 分析 控制
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【j****y】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【j****y】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。