电力变压器噪声研究与控制

电力变压器噪声研究与控制

袁野

（哈尔滨变压器有限责任公司黑龙江哈尔滨50078）

摘要：大型电力变压器不仅有较大噪声，在使用过程中也会因为噪声给生产和使用带来一定的影响，因此业界应该不断研究如何能有效阻止变压器噪声产生和传播，及时采取措施保证噪声能降低传播范围，进而满足使用者对变压器噪声小的迫切需求。

关键词：电力变压器；噪声；控制

随着我国经济的不断飞速发展，城市化进程脚步的加快，可以看到各个城市的大小设备都与电有密切关系，所以近几年城市用电量呈直线上升趋势，输变电设备的电压等级也伴随着不断提高。城市高压输电线路越来越密集，有些较大容量的大型电力变压器甚至都逐渐安装到了市内。但由于变压器在运行过程中所产生的噪音严重影响到人们的正常生活和工作，尤其在夜间的影响格外严重，这些噪声不仅污染环境，也严重危害到人类的身体健康，对设备的正常使用寿命也有一定的影响。综合上述的这些多种因素，可以将变压器产生的噪声与机械性能和电气性能共同定为重要的技术参数。因此针对如何降低变压器噪声的问题，业界制造商想尽各种办法深入研究，并提出有效的解决方法。

一、变压器的噪声产生原理

变压器的噪声来源主要分为冷却系统噪音和本体噪音，冷却系统噪音的主要来源是变压器油泵和冷却风扇在运行过程中产生的振动和本体振动，进而通过变压器油、管接头等部件向冷却装置传递，导致冷却系统的振动加剧，噪声辐射范围大。辐射本体噪音的主要来源是位于硅钢片的磁致伸缩产生的铁心振动，还有硅钢片的接缝处和叠片之间因为有漏磁现象而发生电磁吸引力。

二、变压器噪声的有效控制方法

变压器的噪声控制我们可以从噪声源头来降低噪声，也可以增大噪声传播过程的衰减方法。

（一）有效降低变压器噪音的措施

有效降低变压器噪音的措施有几种，一是降低铁心磁密，我们控制在1.5—1.7的范围区间，每当降低0.1T的磁密，就能有效降低1—3dB的噪音。二是用磁致伸缩较小的高导磁材料，用这种材料其硅钢片是有效减少磁致伸缩的方法，如果在同样的磁密下，磁致伸缩的大小还与铁轭和心柱的接缝结构有联系，铁心用多级接缝能比两级接缝空载噪声小很多。三是尽量减少和防止硅钢片在生产和加工过程中受到的机械碰撞。四是硅钢片的叠装质量直接影响到变压器噪声的大小，尤其在铁心夹紧方面，应该尽量避免在铁心的接缝处有尖角挠曲的现象，让铁轭夹紧力分布均匀，当铁心叠片完成以后，分别在铁心的上部和下部接缝处涂上聚酯胶或是环氧胶。

（二）变压器的具体消声措施

任何电子设备在使用过程中都不可避免的会产生噪声，仅靠从源头上控制变压器噪声能达到的效果也是有限的，我们还应该从噪音的传播途径入手考虑，尽量让噪音在其传播过程中已经被衰减而达到降低噪声的效果。比如在制造变压器过程中采用消声措施，一来可以加入缓冲装置，将防振胶垫放置在铁心垫脚处和磁屏蔽箱壁之间，以确保党磁屏蔽和铁心产生的振动传递到油箱时，从单纯的钢性连接转变为弹性连接，振动大幅减少，进一步防止共振发生。还有将绝缘层压木加入到油箱定位处的螺杆和铁心与受力部件之间的地方，有效防止钢性接触而发出金属撞击的声音。此外还可以通过加隔音层的方式来降低噪声，利用油箱的不同结构把隔音板做成多层结构，在钢板内放入较好的吸音材料，利用这种完全消声的方法，先消掉油箱的声音，然后起到大幅度降低变压器噪声的作用。

研究变压器噪声的方法

研究变压器辐射噪声的方法主要可以分为建模型和声强法两种：

（一）建模型

如果用大量的实际测量数据再进行分析统计的话，是非常耗费人力物力和财力的，所以相关的研究人员在很长时间里都在思考建立其变压器的噪声计算模型来进行自动计算辐射噪声的方法。但如果仅靠一种简单的数学模型就能解释清楚变压器复杂的噪声产生和传播的过程的话，是非常不容易的。所以学术界又设想，将变压器整体简化为一个理想型的点声源，从这个点声源里发出的声波会以球面波的传播形式在空间里传播，而且该球面波在不同媒介界面上的反射和折射系统都已经有一套成熟的理论和计算软件来支持，这无疑有助于简化整个计算过程。如果变压器的外形尺寸和变压器与测量点的距离小到一个程度时，就可以将其看作是一个点声源，然后综合其他因素，使用点声源模型来进行计算。到目前为止，这种建模型计算变压器噪声的方法得到国内外的普遍认同，所以可以预见未来应该有很长一段时间里，业界会在此方向上投入更多的精力去研究。

（二）声强法

在噪声测量的方法中，最常用也是最传统的方法就是测量声压法，但这种测

量声压的方法很容易受到环境的影响，要学会用合适的方法进行修正，甚至还要在特定的环境职工进行。但声强法最大的不同就是它充分运用高斯定理，当声源发出的声波遇到障碍物后会返回到高斯面内的这部分声音是不会被计入面积分结果的，能有效避免周围环境对噪声测量的影响。

未来电力变压器噪声控制相关研究的前景

针对本文所提到的大型电力变压器有效降低噪声的研究和应对方法来说，业界应该不断致力于研究和健全关于变压器噪声的产生以及传播理论、模型计算和测试方法。在控制变压器噪声污染的相关工程设计实践中，一方面业界可以考虑从噪声根源入手，选用质量优、效果好的硅钢片，尽量涵盖到工艺设计、安装、加工等多个方面的应用，保证从多个层次来减少系统振动的产生，切实控制噪声。另一方面，可以考虑控制噪声的传播途径，用有效的手段让噪声在传播的过程中就被衰减，从而大幅度降低噪声，彻底满足人们对变压器低噪音的使用需求。

参考文献：

[1]王常平、林云志.如何降低变压器噪声[J].变压器，2015（6）.

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[3]张冠生.电器理论基础[M].北京：机械工业出版社，2015.

[4]周贤土.中小型变压器噪声（上下）[J].变压器，2017（12）.