变压器噪声来源及降噪的方法

变压器噪声来源及降噪的方法

文章分析了变压器噪声产生的原理和影响噪声大小的因素并给出了降低噪声的方法，希望能为大家以后的投标及设计工作提供参考和帮助。

标签：噪声；变压器；方法

1 概述

随着变电站距离居民区越来越近，而且人们对环境的保护意识也在增强，变压器噪声的问题已经受到电力部门系统以及设备变压器生产厂家的高度重视。

2 变压器噪声的来源

变压器的绕组、铁心、油箱（含磁屏蔽）与冷却装置所产生的振动都是噪声的来源。铁心、绕组、油箱（含磁屏蔽）叫做变压器的本体，因此，变压器噪声的来源是变压器本体振动和冷却装置振动。

变压器的额定容量、空载电源的谐波、负载电流的谐波、绕组中的直流偏磁电流、铁心在额定空载条件下的磁通密度以及变压器铁心所采用的硅钢片材料的性能均对变压器自身所产生的噪声有较大的影响。

通常，铁心的振动主要源自于硅钢片在运行过程产生的磁致伸缩（在这里由于接缝处电磁力引起的振动较小，忽略不计）经我厂试验研究表明，变压器工作在1.5T至1.8T这样一个铁心额定磁通区间内，其硅钢片磁致伸缩引发铁心振动比其负载电流所引发的磁通而产生的绕组、油箱壁（含磁屏蔽）的振动大很多。所以，当变压器的铁心磁密度降低到1.4T及以下时，负载电流引起的漏磁通而引发的油箱壁以及绕组的振动噪声。上面由于铁心接缝处的电磁力振动较小故忽略不计。

冷却装置的噪声源自于冷却风扇和潜油泵的运行。国内外的相关试验表明对于油浸式自冷变压器，在油箱上安装的散热器所产生的噪声，比来自本体所产生的噪声低得多，因此不予考虑。对强迫油循环风冷方式的变压器，其冷却风机产生的噪声很高，可以使变压器的合成噪声比变压器本体所产生的噪声提高4-6dB （A）。

2.1 空载噪声的影响因素

在变压器的运行过程中，铁心在一个交变的磁场作用下，铁心中的矽钢片在这种环境下发生了细微的变化，这种变化叫做矽钢片的磁致伸缩，就是这种矽钢片的磁致伸缩使矽钢片产生振动。所以我们可减小矽钢片的磁致伸缩来降低振动。磁致伸缩的大小与两个方面有关，其一，矽钢片的材料本身；其二，铁心所处环境的磁场大小。在磁场一定的情况下，矽钢片本身是产生振动的关键。矽钢

片在良好的表面处理工艺下，可降低本身的磁致伸缩，例如：矽钢片经过退火处理、在硅钢片表面增加涂层。

2.2 空载噪声的其它影响因素

（1）铁心结构。对于铁心直径的大小，窗高，铁心重量等都对铁心的噪声产生很大的影响。经过我厂多年的生产试验总结，铁心重量降低1吨，对于本体噪声而言可以降低约1/3db（A）。当创高与铁心直径的比值每减小0.1，变压器的噪声就会有显著的降低，大约能降低2-3db（A）左右。

（2）高频频波共振。当铁心工作时产生噪声频率与变压器油箱的噪声频率接近时，就会发生铁心噪声与油箱噪声的共振，是噪声加大。

3 降低空载噪声的办法

3.1 减少振源噪声

（1）采用优质矽钢片。在变压器计算过程中，选用进口矽钢片如：新日铁生产的30ZH120比选用国产的宝钢生产的B30P120矽钢片噪声约降低4-5db （A）。30ZH120的矽钢片采用良好的表面处理工艺，使其磁致伸缩率较国内生产的矽钢片有大幅降低。

（2）降低磁通密度。当铁心磁通密度降低0.1T，变压器噪声可降低约2-3db （A）。从变压器制造的经济性来考虑即达到相同性能的条件下，铜与铁的用量占比有着很大的差别，所以不可超过标准磁通磁密度的10%为宜。

（3）铁心端面处理。在铁心的端面上涂环氧胶或聚酯胶，增加铁心表面张力约束，减少磁致伸缩量，从而达到降低噪声的目的。

（4）优化铁心接缝。当采用多级接缝（含四级及以上）的铁心比采用两级接缝的铁心的变压器空载的噪声要小约4-5db（A）。采用多级接缝（含四级及以上），降低气隙中的磁密，减小磁吸力从而降低噪声。

3.2 在吸收声能减振方面

（1）在变压器的铁心与油箱之间增加减震胶垫。这样可以使铁心产生的振动得到缓冲衰减噪声，还可以将噪声通过胶垫这一弹性连接传至油箱而降低噪声。

（2）在油箱的加强铁中增加隔声材料。在铁心下部加减震胶垫从而下部减少噪声能量，在油箱加强铁中加隔声材料，从四周吸收铁心和油箱的振动能量从而达到降低噪声的目的。

3.3 加隔音层降低噪声

油箱增加隔音措施，铁心的噪音最终都经过油箱传至变压器外部，如何使铁心噪声经过变压器油箱后减至最低是很重要的，主要方法有以下几种[5]：

（1）加强铁中充以干燥沙子，增加油箱阻尼用以减低噪音，实践证明，可降5-6dB。

（2）变压器油箱外壁加装遮音板，加装遮音板可降低噪音4-5dB。

（3）增强油箱机械强度，220kV、110kV考虑到真空注油，油箱已按全真空处理，对于电压等级较低的变压器，可适当增加油箱机械强度，以减小箱壁振幅，达到减噪目的。

（4）在变压器基础与地基之间为底座结构时可考虑加装减震

垫，材料可选择软木橡胶或丁腈橡胶，此种办法亦可适当降低噪音。

4 结束语

以上内容分析了变压器空噪声产生的原因，简单阐述降低变压器噪声的方法，希望文章能对变压器设计和工艺人员起到一定的借鉴作用。

参考文献

[1]路长柏.电力变压器绝缘技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1998.

[2]尹克宁.变压器设计原理[M].北京：中国电力出版社，2003.

[3]C.B.瓦修京斯基.变压器的理论与计算[M].北京：机械工业出版社，1983.

[4]崔立君.特种变压器理论与设计[M].北京：科学技术文献出版社，1995.

[5]路长柏，朱英浩.电力变压器计算[M].哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1990.

作者简介：曹阳（1988-），男，辽宁省沈阳市人，工作单位：特变电工沈阳变压器集团有限公司，职务：设计员，研究方向：电力变压器设计。