摘要:随着我国社会经济的不断上涨,以及人民生活的不断富裕,城市化得到了快速的发展,城市人民的用电量也随之增长,因此越来越多的大型电力变压器被安装在城市之中,但是大型电力变压器会产生巨大的噪声,巨大的噪声不仅给人们的生活造成了严重影响,而且对环境造成了严重污染,威胁着人类的生存。因此,国家必须引起高度重视,采取有效的措施,减少电力变压器对人们生活和环境带来的影响。本文主要介绍了大型电力变压器噪声的产生,并对其造成产生的原因做了重点分析,最后详细的论述了降低和消除大型电力变压器噪声的措施。
关键词:电力变压器;噪声;控制;措施
大型电力变压器是一种根据电磁感应原理,用来变换交流电压或者电流从而传输电能的一种电器设备。随着城市用电量的不断增长,大型电力变压器也被广泛的安装在城市的各个角落。大型电力变压器虽然给人民的供电提供了便利,并方便了人民的生活,但是由于漏磁场、冷却系统以及磁致伸缩变化的影响,大型电力变压器会发出巨大的噪声,这噪声不仅给人民的生活和环境造成了巨大的影响,而且影响着设备的正常运行以及使用寿命。因此,为了消除或者降低大型电力变压器噪声给人们的生活和环境带来的影响,我们必须采取相应的措施,以便使电力变压器更好的服务城市人民。
一、变压器噪声的产生原理
目前,我国大型电力变压器产生的噪声主要来源于有三个:一是,磁致伸缩频率。当硅钢片受磁致伸缩作用的影响,再加上交变磁场的作用,使磁致伸缩频率发生变化,从而使铁心发生震动,因而产生噪声;二是,漏磁场作用产生噪声,即当硅钢片连接处有缝隙时,在漏磁场作用的推动下,会产生金属撞击,从而产生噪声。同时在导电磁力作用下,绕组发生震动,也会产生噪声;三是,变压器冷却系统作用产生噪声。
二、大型电力变压器的噪声产生原因的分析
(一)漏磁场电动了引起噪声
大型电力变压器电流是与漏磁场有一定联系的,漏磁场会随着变压器电流的变大而增加,当漏磁场与绕组中电流发生作用时,会在相应的导线上产生电磁力,同时,绕组会由于漏磁场的作用而产生一定的电动力,该电动了会推动铁心 ,使金属发生撞击,从而产生巨大的声响,也就是噪声。同时,漏磁场周围的引线也会受到电动力的作用,当漏磁场增大时,电动力也会变大,从而引线就会产生巨大的震动。此外,在漏磁场作用下,导磁钢件之间如果链接有问题,也会产生金属撞击从而发出噪声。
(二)风机和油泵电机的转动发出噪声
大型电力变压器内都会装有冷却装置,一般冷却的方式主要有两种。一种是风冷,即通过风机的转动进行冷却;一种是强油风冷,即通过油泵电机的转动而进行冷却。但是要进行大型电力变压器的冷却装置发挥其功能,要同时打开风扇和油泵,正是由于风机和油泵电机的同时转动,就会形成空气撞击产生噪声。目前,我国大型电力变压器都配置两台以上的冷却装置。还有一些特殊变压器,要像正常运行,需要配置四台风冷却装置,从而会产生更大的噪声,该噪声要比楼磁场产生的噪声高出几倍。
(三)磁致伸缩的变化引起噪声
磁致伸缩变化是会影响变压器产生噪声的,当磁致伸缩频率小于电网频率时,如,是电网频率的二分之一时,电力变压器形成的噪声就会变大成为其频率的两倍多。如果把该噪声频率作为基础频率,当电压其频率处于较低的频率状态时,由于电网频率的作用,噪声会发生变化,在原来基础上成倍增长。目前,我国电力企业所应用的变压器自身所具有的噪声,主要是线谱所产生,变压器的频率主要是在100—300赫兹之间,因此在远程监控时,很容易出现问题。同时,硅钢片的材质与磁致伸缩变化存在一定的关系,因为磁致伸缩越大, 相应噪声越大,当硅钢片材质越好时,磁致伸缩越小,从而产生的噪声也会变小。
三、大型电力变压器的噪声控制
(一)变压器噪声降低的措施
1.导磁钢件之间采取多级接缝设计
因为导磁钢件之间如果链接有缝隙,就使金属发生撞击然后产生噪声。多级接缝设计可以把不仅可以使磁通均匀分布,而且还会使气隙降低,从而降低噪声。同时,多级接缝设计,还可以使振幅降低,从而噪声也会相对降低。
2.远离铁心自振区域
铁心的自振是会影响噪声的发生的,因此也就降低大型电力变压器的噪声,在变压器设计的时,要特别考虑铁心的自振,一般在设计时要远离贴心自振区域,同时,我们也可以适当调整窗口尺寸,这样可以有效的避开铁心的自振。例如,变压器频率为50赫兹的,我们要远离自振频率75至125赫兹或者是175至225赫兹等。
3.选取高取向导磁硅钢片
磁致伸缩大小对变压器产生噪声是有影响的,一般磁致伸缩越大,噪声越大,因此我们要选择磁致伸缩小的材料。而高取向导磁硅钢片可以有效的降低磁致伸缩,因此,我们可以选取该材质,从而有效的降低变压器的噪声。
4.设计时注意漏磁面积以及绕组轴向力都尽量小
漏磁面积以及绕组轴向力对变压器的噪声是有影响的。当漏磁面积以及绕组轴向力都达到最小值时,铁心受到的冲击力也会小,从而减少金属直接的碰撞,因此,降低了变压器的噪声。同时,铁心拉板要采用磁场密度低的钢板,这样可以有效的减少电磁吸引力而导致的夹件碰撞,从而降低噪声。
5.油箱不使用磁屏蔽
油箱磁屏蔽的伸缩会使变压器产生噪声。因此,我们不要使油箱使用磁屏蔽,我们可以根据漏磁量来调整油箱的大小,这样既不会影响油箱的使用,而且有效的降低了噪声。
6.有效控制冷却系统噪声
变压器的冷却系统是会通过风扇和油泵电机的转动而产生噪声的,其噪声的大小要高于变压器本身产生的噪声。因此,我们要有效的控制冷却系统发出的噪声,在电力变压器设计时尽量选择自冷却,同时,如果非要安装冷却器时,也要严格控制风扇的转数以及潜油泵的噪声大小,从而有效的降低变压器的噪声。
(二)消除变压器噪声的有效措施
1.运用噪声发生器
噪声发生器可以对电力变压器发出的噪声起到干扰的作用。其作用的原理是当电力变压器发出噪声时,噪声发生器的声音会将其转变,使其噪声以电信号形式输出,从而使噪声消失。但是噪声发生器起到干扰作用,不仅要将其放置在距离变压器一米以内的位置,而且其需要安装电子控制器以及声音调节器等。因此,在使用噪音发生器消除变压器的噪声时,不仅要考虑噪声发生体的安装位置,而且要考虑其内部结构,以便更好的消除变压器的噪声。
2.安装防振装置
由于磁屏蔽振动与铁心振动,都会导致电力变压器噪音变大,因此我们可以在磁屏蔽与油箱壁中间放置防振垫,同时在铁心垫脚处放置防振垫,这样不仅可以有效的避免当磁屏蔽与铁心振动时,油箱产生共振的现象,而且可以有效的避免金属之间的碰撞,从而消除噪声的产生。
3.根据油箱结构设计隔音板
为了消除变压器所产生的噪声,我们可以根据油箱大小以及其内部结构,适当增加隔音板,并且其内部要选择吸音材料。隔音板能够起到隔音的作用,而吸音材料可以有效的吸收噪音并防止其传播,从而全方位的消除变压器的噪声。
三、结束语
总之,电力作为一种人民生活必备的能源,随着人民生活水平的不断提升以及人口数量的不断增长而逐渐增加。随着城市化进程的不断加快,能量也被大幅度的消耗。所以,为了缓解人们紧张的供电问题,城市中安装了各种高压电线,因此,大型电力变压器作为一种变电设备被广泛的应用于城市之中。然而大型电力变压器会产生巨大的噪声,从而给环境造成污染,为了减少净化城市环境,我们必须分析噪声产生的原因,并采取有效的降低和消除变压器噪声的措施,以提高变压器的使用效率。
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