干式非晶合金变压器降低噪音方法

干式非晶合金变压器降低噪音方法

发表时间：2019-07-23T10:42:09.623Z 来源：《工程管理前沿》2019年第09期作者：侯振华

[导读] 当前我国在能源消耗方面的速度很快，逐步成为一个能源紧缺型国家。

特变电工股份有限公司新疆变压器厂新疆昌吉 831100

摘要：当前我国在能源消耗方面的速度很快，逐步成为一个能源紧缺型国家。所以，在社会可持续发展的前提下，大力构建节约型社会已经逐步成为当前发展的重要前提，一定要积极响应国家号召，加强生态环境的保护工作。当前国家发改委逐步重视能源问题，已经开始重点推广非晶合金变压器，可以让我国电力紧张的局面得到大幅度的缓解，还能够产生非常可观的社会效益和经济效益。在干式非晶合金变压器应用的过程中，往往会出现较大的噪音，需要采取合理的方法控制噪音。本文重点对非晶合金变压器降低噪音的方法进行研究，以供参考。

关键词：干式非晶合金；变压器；噪音；控制

1 非晶合金变压器发展现状

非晶合金主要指的是一些铁、硼等原材料制成的，在生产制造的过程中往往会使用高速旋转以及急速冷却等相关工艺，这样可以保证内部原子出现无序化排列，最终生产出非晶体结构合金。这是一种划时代意义的新型节能材料。在变压器带材制造过程中，对这种材料进行合理的使用，能够进一步降低变压器的空载电流和空载损耗。通常而言，常见的非晶合金带材主要分为三类：无机非晶合金带材，铁、镍基非晶带材以及铁基非晶合金带材，铁基非晶合金往往在非晶合金变压器上进行应用，主要是由于非晶合金不会出现晶界和晶核，因此本身磁化的过程中功率相对较小，与此同时非晶合金非常薄，和硅钢片相比，在厚度方面只有硅钢片的1/10左右，但是却有较高的电阻率，这就说明这种材料能够让物流损耗大幅度的降低，在单位损耗方面只有原硅钢片的1/3以下。

2 干式非晶合金变压器噪音产生的原因

变压器出现噪音的主要原因在于铁芯的磁滞伸缩，另外不管是弯曲应力还是张应力都会影响铁磁性，与此同时，非晶合金的磁滞伸缩程度与硅钢片相比可以高出将近1/10，所以和同容量硅钢片铁芯变压器相比，非晶合金铁芯变压器在噪音方面往往要稍微大一点，通过对变压器噪音的相关规定要求，制造商需要和用户之间进行共同协商，对非晶合金铁芯变压器的声级限制进行确认，另外我国没有明确对非晶合金变压器的噪音进行规定，只是依照市场具体要求和客户的反馈来进行确认，通常条件下2500kva以下的非晶合金干式变压器需要将声压级别设定于65db以内，如果对非晶合金干式变压器结构进行合理的设计，能够有效的控制非晶合金干式变压器的噪音范围。

在实际工作中，如果变压器的额定工作磁通密度可以控制在1.5t到1.8t左右，变压器漏磁所造成的绕组振动噪音和因为绕组负载电流所造成的漏磁振动和磁滞伸缩造成的铁芯振动比相对较小，另外，如果干式变压器主要使用强迫风冷方式，在冷却装置运行的时候会出现一定的噪音，需要进行重点控制。对冷却装置附件导致噪音出现的原理进行分析可以发展，这和变压器本体出现噪音的机理大体上是类似的，进行分析发现主要是因为振动的原因而产生噪音。硅钢片的叠片和接缝位置也是如此，主要是因为电磁作用的影响而导致电子被吸引的问题出现，最后的结果是造成铁芯出现振动。

3 降低干式非晶合金变压器噪音的方法

3.1降低磁通密度或采用磁滞伸缩小的优质铁芯片

首先可以通过磁滞伸缩小的优质铁芯片或者让磁通密度降低的方式对噪音进行控制，磁通密度是对非晶合金干式变压器噪音产生影响的一个关键原因，通常而言非晶合金材料在实际饱和磁密方面如果达到了1.5t的时候，就会导致冷轧硅钢片的饱和磁密达到2.0t，因此在实际操作的过程中为了控制非晶合金材料磁致伸缩的情况，类似于冷轧硅钢片铁芯，需要保证整个系统当中非晶合金干式变压器的工作磁密不能超过冷轧硅钢片的工作磁密。在让非晶合金铁芯截面增大的过程中也会进一步增大铁芯质量，依照变压器工作过程中的实验结果和实际制造经验，非晶合金干式变压器的工作磁密通常条件下需要控制在1.25t以下，然而当前还需要依照实际工艺水平来进行确认。

3.2 进一步降低非晶合金铁心的磁化容量

让非晶合金铁芯的磁化容量降低，也是一种非常好的降低噪音的方法。非晶合金磁化容量和单位损耗间具有一定的制约关系，因此想让单位磁化容量进一步降低，一定要注意加强制造工艺，提高制造水平。在实际生产的时候，绕组以及装配铁心框的过程中需要将铁轭接缝打开，并且套装绕组，将接缝合上。这种操作方式能够让铁芯受力进一步加强，保证铁心的损耗和噪音，因此一定要对工艺系数进行合理的控制，通常条件下控制在1.05~1.25较为合适，造成非晶合金变压器噪音的原因多种多样，载体绕组和铁芯结合的过程中需要重视对其结合方式的考虑，如果想要让噪音进一步减少，需要注意在空载的条件下保证变压器能够符合实际要求，并且将多余的损耗性能转化，使其变成磁化性能。

3.3 优化非晶合金干式变压器的结构尺寸

在对非晶合金干式变压器结构尺寸进行优化的过程中，能够有效的对噪音进行控制，由于非晶合金干式变压器具有独特的声学模态和振动模态，所以需要对相关软件进行充分的利用，计算声学模态和振动模态。

3.4 改变传统的结构设计模型

非晶合金的特点在于脆性较大，而且在使用的过程中具有非常敏感的机械应力。因此，在实际进行生产的时候，一些压、拉、弯、打都会出现一定的应力影响其磁性能，特别是在铁芯当中施加的应力如果较大，会让非晶合金干式变压器在空载状态下出现的损耗大幅度增加，导致非常严重的影响，甚至增加20%~200%的噪音，因此需要注意在设计非晶合金干式变压器结构的过程中，需要对紧固设施进行充分利用，让铁心的受力情况得到有效的控制。在主支撑结构设计的时候，需要防止使用铁芯结构。在进行生产制造的时候，需要铁心的受力有效的减轻，在操作的过程中一定要做到轻拿轻放，在设计框架的过程中，需要加强管理，重视留有裕度，如果条件允许还需要在铁心和框架间进行减震吸声材料的设计。

3.5 强化工艺控制

非晶合金铁芯接缝质量会由于装配的方式而产生一定的影响。在制造的过程中，通常条件下使用的装配方式有两种，一种是平装，是也就是把铁芯在专业设备当中停放，进行相关的操作，接着将其合拢起立，另一种为倒装，是首先把铁芯接缝朝上将接缝套装打开，进行绕组操作之后合上，再将其翻转。比较这两种方式可以发现，平装式采用的方法比倒装式具有一定的优势，可以让非晶合金铁芯开口接缝得到进一步的改善，由于铁芯接缝缩小和改善，导致其接缝尺寸更能均匀的分布，并且降低气隙的磁性，这样可以进一步减小接缝位置的