浅谈降低电厂电力变压器噪声的几点措施

发表时间:2020/7/1   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:周晓勇
[导读] 摘要:变压器能否正常运行不但取决于变压器结构设计和制造工艺,而且与日常的运行、维护管理等方面有很大关系,变压器噪声对电网系统的运行危害极大,为避免噪声持续下去,应加强日常运行巡视管理和制订有效的维护措施,以保证变压器的安全稳定运行。
        (国家电投集团宁夏能源铝业中卫热电有限公司  宁夏中卫  755000)
        摘要:变压器能否正常运行不但取决于变压器结构设计和制造工艺,而且与日常的运行、维护管理等方面有很大关系,变压器噪声对电网系统的运行危害极大,为避免噪声持续下去,应加强日常运行巡视管理和制订有效的维护措施,以保证变压器的安全稳定运行。
        关键词:电厂;变压器;噪声;措施
        导言
        变压器噪声的产生是多途径的,要想降低噪声,需要从变压器本体、冷却装置及噪声的传播路径上综合考虑,采取措施,才能达到降低噪声的目的。在实际应用中根据用户对变压器噪声的不同要求,采用合理的噪声控制措施,能有效地满足变压器噪声的技术要求,增加产品的技术含量,完善和提高变压器设计和制造水平,改善环境,以保证变压器长期安全稳定运行,取得更好的经济效益和社会效益.
        1 电力变压器的概述
        电力变压器是电力系统中输配电的主要设备,如果发生故障将会给电力系 统的正常运行及供电可靠性带来严重的影响。为了保证电力变压器的安全运行,防止事故扩大,确保电力系统安全稳定的运行,可根据变压器的容量、结构及故障 类型装设相应的继电保护装置。
        1.1 电力变压器常见故障及不正常运行状态。变压器油箱内部原副边绕组可能发生 相间短路、匝间短路、中性点直接接地系统侧绕组的单相接地短路以及原副绕组 之间的绝缘击穿等故障。油箱内部故障产生电弧,引起绝缘油的剧烈气化,可能导 致变压器油箱的爆炸。油箱外部套管和引出线也可能发生相间短路和接地短路。变压器的不正常工作状态主要有过负荷、外部短路引起的过电流、外部接地短路 引起的中性点过电压、油箱漏油引起的油面降低或冷却系统故障引起的温度升高 等。
        1.2 根据情况及异常运行方式,变压器一般需要配置以下保护。差动保护或电流速 断保护利用变压器高、低压侧电流大小和相位,可实现差动保护。反应变压器引 出线、套管及内部短路故障的纵联差动保护或电流速断保护。保护变压器绕组或 引出线各相的相间短路、大接地电流系统的接地短路以及绕组匝间短路,保护瞬 时动作于断开变压器的各侧断路器。
        2 变压器铁心噪声的来源
        变压器噪声是由于铁心、绕组、油箱(包括磁屏蔽)及冷却装置的振动产生的,但铁心噪声起主导作用且占主要部分。铁心噪声与变压器容量、硅钢片性能、铁心磁通密度等有关。首先,变压器铁心硅钢片在工频电压作用下的磁致伸缩引起的铁心振动,这是变压器噪声的主要来源。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,磁致伸缩率越大,则噪声就越大。硅钢片的磁致伸缩与硅钢片的材质、表面的绝缘涂层、含硅量、磁密、磁力线与硅钢片压延方向的夹角、硅钢片受到的机械应力等因素有关。其次,硅钢片接缝处和叠片间因磁通穿过片间而产生的电磁力引起的铁心振动;因漏磁通在绕组导体间产生的电磁力引起的绕组振动;漏磁通引起的油箱壁的振动也是电力变压器噪声的主要来源。另外,当变压器的铁心、绕组、油箱及其他结构件机械振动的固有频率接近或等于硅钢片的磁致伸缩振动的基频(2倍工频)及其正数倍(对于50Hz工频电源,系指100Hz、200Hz、300Hz、400Hz等)时,将会产生谐振,使变压器噪声显著增加。
        3 电力变压器的工作原理
        变压器在电力系统中的主要作用是变换电压,进行电能的传输。电压经升压变压器升压后,可减少线损,提高送电的经济性,进行远程送电。变压器降压后,获得各级用电设备的所需电压,满足用户使用需要。变压器由器身、油箱、冷却装置、保护装置、出线装置及调压装置等组成,器身包括铁心、绕组、绝缘结构及引线等;油箱包括本体和一些附件;冷却装置包括散热器和冷却器;保护装置包括储油柜、油位计、吸湿器、测温元件、浮油器及气体继电器等;出线装置包括高压套管、低压套管等;调压装置分为无载调压和有载调压装置。


        4 降低变压器噪声的措施
        4.1 降低变压器本体噪声
        由于变压器本体所发出的噪声是由铁心的磁致伸缩变形、硅钢片接缝处和叠片之间漏磁引起的铁心振动、绕组振动等,即空、负载引起的噪声之和,所以降低噪声需要通过优化设计、改进工艺和材料来实现。
        4.1.1 优化设计方面
        (1)降低铁心磁密,可以有效降低噪声,磁密每降低0.1T,噪声可降低2-3dB(A),但考虑到降低铁心磁密会使铁心截面积、变压器等值容量和造价增高,不利于成本控制,因此,降低磁密不能超过标准的10%。
        (2)由于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,因此,在变压器设计时要计算铁心的固有频率,使其避开磁致伸缩引起的基频及高次谐波频带。
        4.1.2 改进工艺方面
        (1)采用高精度数控剪床进行硅钢片的剪切,在硅钢片运输、堆放、加工、生产过程中要轻拿轻放,严格控制其平整度,对于由于不慎原因造成的有严重波浪形的硅钢片,要坚决更换;铁心采用不剪尖角、不叠上轭工艺,减少硅钢片在剪切和搬运过程中的摔打次数,有利的减少了晶粒取向硅钢片受外力的影响。
        (2)改善和缩小铁心接缝。铁心采用多级接缝,这样比两级接缝空载噪声小,可使噪声降低4-5dB(A)。这是因为采用多级接缝后,在接缝处磁通分布较均匀,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声减小的缘故。另外减小接缝,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,从而可降低空载噪声。
        (3)采取措施做好绕组与铁心间的间隙处理,如在间隙中插入纸板或环氧板撑紧,减小铁心与绕组间相互位移引起的振动,以降低噪声。
        (4)在铁心端面上涂环氧胶或树脂胶,可增加铁心表面张力约束,从而减少磁致伸缩量,降低噪声。
        (5)在下铁轭与垫块之间的空隙间填充硅橡胶垫抑制铁心振动,绕组上下定位也用硅橡胶垫填充,铁心与其接触件之间加上弹性隔振材料。
        4.2 降低冷却装置振动的噪声
        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、经济的控制冷却系统的噪声,可有效的降低变压器的噪声,可采取以下措施:
        (1)在满足设计要求的前提下,尽可能采用自冷式散热器,这样可完全消除冷却系统引起的噪声,可是变压器总体噪声明显降低。
        (2)选用低噪声风扇,把冷却系统产生的噪声降至最小。选取的低噪声风扇要保证要求的风量和风压,可以通过改进叶片形式、降低风扇转速(需增大叶片直径)、在风扇进出风口安装消声装置等方法实现。
        5 结论
        为了提高电厂生产管理水平从而保证其电力供应处于正常运转状态,进而为企业节约更多的成本,如何确保电厂安全生产成了重中之重。本文以上针对电厂在生产管理存在的问题进行简单概述,就如何在电厂生产管理过程中,预防及降低事故率的相关具体措施进行了探究。
        参考文献:
        [1]杜金枝,翟翔.浅谈降低电厂电力变压器噪声的几点措施[J].中国新通信,2019(20).
        [2]石高潮.浅谈电力生产企业安全检修管理工作的现状及对策[J].科技创新与应用,2016,000(004):156.
        [3]沙良永.浅析火电厂设备检修管理现状及对策[J].中国电业:发电版,2015,000(007):72-73.
        [3]刘波.火电厂设备检修管理的现状与对策[J].科技展望,2014(15).
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