针对500kV变压器异常噪声与振动的处理
赵洁
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赵洁,. 针对500kV变压器异常噪声与振动的处理[J]. 动力技术研究,2021.8. DOI:10.12721/ccn.2021.159078.
摘要: 主要阐述了变压器异常噪音的原因,并且从振动源考虑,提出了降低变压器噪声的几点对策,旨在为电力业提高500kV变压器异常噪声与振动的处理提供一些有意义的参考意见。
关键词: 变压器;异常噪声;电网扰动
DOI:10.12721/ccn.2021.159078
基金资助:

经济的发展,科技的进步使得电力业在原有的基础上得到了很大的发展。无论是从供电设备上,还是从供电技术上都有了很大的进步。但是,在某些方面仍然存在着一定的问题,在500kV变压器中,经常会出现异常的噪声与振动,这种现象严重干扰了电力行业的发展。500kV变压器的应用与推广为电力业的发展做出了很大的贡献。电力业在500kV变压器应用的方面,已经有了一定的经验和基础。但是,由于500kV变压器在应用当中经常会产生一些噪音或震动,严重的影响着人们的生活,并且在一定程度上还会损坏变压器。

所以,电力业一定要加强对500kV变压器异常噪声与振动的处理,使得500kV变压器能够正常的为电力业服务。因此,对于500kV变压器异常噪声与振动的处理应该成为电力业一个重大的研究课题之一。

1 变压器异常噪声与振动的原因

变压器噪声是由于铁芯、绕组、油箱及冷却装置的振动产生的,即由于变压器本体的振动和冷却装置风扇的空气流动产生的。

1.1 变压器本体噪音

变压器本体噪音的大小,与变压器的额定容量、硅钢片的性能及额定空载时铁芯的磁通密度等因素有关。本体噪声的主要来源有:1)硅钢片的磁致伸缩引起的铁芯振动。2)硅钢片接缝处和叠片间,因磁通穿过叠片间而产生的电磁力,引起的铁芯振动。

1.2 冷却装置的噪声

冷却装置的噪声,主要是潜油泵和冷却风扇运行时产生的。国内外变压器运行时间表明,对于油浸自冷式变压器,直接安装在油箱上的自冷式散热器产生的噪声,比变压器本体噪声低得多,可以不予考虑。对于采用强迫油循环吹风冷却方式的变压器,冷却风扇的噪声是很高的,能使变压器的合成噪声比变压器本体噪声提高4~6dB(A)。

1.3 变压器工艺结构对噪声的影响

1)硅钢片的磁致伸缩对噪声的影响。铁芯励磁时,硅钢片产生的磁致伸缩是变压器本体噪声的最主要根源。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、磁通密度、磁力线与硅钢片压延方向的夹角以及硅钢片受到的机械应力等因素有关。2)铁芯结构对噪声的影响。铁芯励磁时的噪声还与铁芯的结构型式、几何尺寸及其净质量以及转角部位的接缝方式、接缝区的搭接面积、制造工艺等因素有关。由于铁芯中磁通密度分布的不均匀性,和冷轧取向硅钢片磁通性能的各向异性,使得铁芯不同区域段的磁致伸缩是不均匀的。研究结果表明,在磁通转向的区段内,磁致伸缩将显著增加。采用斜接缝代替直接接缝,可降低铁芯噪声,但降低噪声的效果与接缝区搭接面积有关。增加接缝区搭接面积,可使叠片间的摩擦力增加。

2 从振动源考虑降低变压器噪声与振动的对策

由上述可知,引起500kV变压器异常噪声与振动的原因有很多,例如变压器本体,变压器工艺结构等等。电力业在明确这一问题后,应该针对导致问题出现的原因,找出解决办法。从振动源方面考虑,提出了几点降低变压器噪声与振动的对策,希望能够帮助电力业在解决该问题做出一些帮助。

2.1 减少磁致伸缩

磁致伸缩是变压器产生噪声的根源,有效地减少磁致伸缩,可以使变压器的噪声减弱。降低工作磁密可以减小磁致伸缩,但是降低工作磁密需要增加硅钢片的用量,使变压器的成本增加,同时铁芯体积增大,声辐射的表面积也随之增大,使降低噪声的作用又受到一定的限制。磁致伸缩对硅钢片中存在的内应力也极为敏感,且随着压力的增大而升高。所以,在硅钢片剪切过程中,采取合理的工艺措施,尽量降低剪切毛刺高度;在硅钢片的运输、堆放及叠装过程时,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,必须进行更换;铁芯采用不剪尖角、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,有利地减少了晶粒取向硅钢片受外力的影响。

2.2 提高硅钢片的叠装质量

变压器噪声与硅钢片叠装质量密切相关。因此,在铁芯夹紧前,认真检查铁芯接缝处是否有尖角挠曲现象,若有立即矫正。同时检查油道垫块是否完整,特别是边角处的小垫块,如果有脱落应及时补上,否则铁芯夹紧后很难纠正。铁芯夹紧时,上下轭夹紧力要尽量均匀,同时心柱绑扎受力应均匀,且夹紧力和绑扎力均应在0.08~0.12MPa压强下,因为此范围内噪声值最低。

2.3 控制冷却系统的噪声

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,合理地控制冷却系统的噪声,可有效降低变压器的噪声。

1)在满足设计要求的前提下,用自冷式散热器代替吹风冷却散热器可以完全消除冷却系统引起的噪声,使变压器总体噪声降低。2)选用低噪声风扇和油泵,把冷却系统产生的噪声降至最小。低噪声风扇的设计,在保证要求的风量和风压下,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;低噪声油泵的设计,在保证油流量的前提下,可以从降低油泵转速、减小油泵的机械磨擦及减少油阻力等方面考虑。

由于500kV变压器异常噪声与振动的处理是一个不容易解决的问题,电力业虽然对解决噪音和振动方面已经有了一些办法,但是仍然存在着一些问题。所以,对于500kV变压器异常噪声与振动处理的问题还需要电力业领域相关人士不断的进行研究,研究出更好、更有效的解决办法。

综上所述,500kV变压器异常噪声与振动问题在一些电力业中常有出现,且严重的影响了人们的生活,影响了电力业的发展。因此,电力业应该加强对500kV变压器异常噪声与振动处理的重视,加强相关方面的研究。一方面,可以从振动源考虑降低变压器的噪音和振动,另一方面,也可以从加强技术人员的水平考虑。相信,在电力业各个方面的努力研究下,一定很很好的解决500kV变压器异常噪声与振动的问题,从而为人们造福,为电力业的发展做贡献。

参考文献:

[1]林剑,马明,林坚.低压短路阻抗法在变压器绕组变形试验中的应用[J].电工技术,2010(9):23.

[2]朱华.变压器高压试验技术(1)变压器绕组直流电阻的测量及分析[J].大众用电,2010(12):106.

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