吳育榮

【摘 要】非晶變壓器的噪音污染問題隨著電氣時(shí)代的變遷正在逐步地顯示出來(lái)，所以如何控制降低變壓器噪音始終是變壓器領(lǐng)域的一大難題。本文介紹了變壓器噪聲的類型，分析了變壓器空載噪聲產(chǎn)生的原因及因素，并提出了降噪聲有效措施。

【關(guān)鍵詞】非晶變壓器；噪聲；產(chǎn)生原因；有效措施 目前，我國(guó)非晶變壓器噪聲水平與環(huán)保要求還有一定的差距，甚至很大。盡管我們做了不少工作，但是還不適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的需要。因此，我們必須采取有效措施和方法，盡快把變壓器噪聲降下來(lái)，滿足環(huán)保節(jié)能要求。

1.非晶變壓器噪聲變壓器噪聲產(chǎn)生的原因

變壓器發(fā)出的可聽見的噪聲是由鐵心的磁致伸縮變形和繞組、油箱及磁屏蔽內(nèi)的電磁力所引起的。具體來(lái)說，變壓器噪聲共有3個(gè)聲源，一是鐵心，二是繞組，三是冷卻器。鐵心產(chǎn)生噪聲的原因，是構(gòu)成鐵心的硅鋼片在交變磁場(chǎng)的作用下，會(huì)發(fā)生微小的變化即磁致伸縮，磁致伸縮使鐵心隨勵(lì)磁頻率的變化作周期性振動(dòng)。繞組產(chǎn)生振動(dòng)的原因是電流在繞組中產(chǎn)生電磁力，漏磁場(chǎng)也能使結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生振動(dòng)。

2.非晶變壓器噪聲變壓器噪聲的類型

變壓器本體噪聲主要有硅鋼片磁致伸縮引起的鐵心振動(dòng)、硅鋼片接縫處和疊片之間漏磁引起的鐵心振動(dòng)、繞組振動(dòng)等。

（1）漏磁引起的繞組振動(dòng)噪聲繞組負(fù)載電流產(chǎn)生的漏磁將引起繞組的振動(dòng)，當(dāng)變壓器的額定工作磁通密度在1.5～1.8T范圍時(shí)，這種振動(dòng)與磁致伸縮引起的鐵心振動(dòng)相比很小。

（2）冷卻裝置帶來(lái)的運(yùn)行噪聲干式變壓器采用強(qiáng)迫風(fēng)冷時(shí)，變壓器的冷卻裝置等附件也會(huì)產(chǎn)生噪聲，與變壓器本體噪聲的機(jī)理一樣，冷卻裝置的噪聲也是由于它們的振動(dòng)而產(chǎn)生的。

（3）硅鋼片磁致伸縮引起的噪聲鐵心勵(lì)磁時(shí)，沿磁力線方向硅鋼片的尺寸發(fā)生變化，而垂直于磁力線方向的尺寸發(fā)生相反的變化，磁致伸縮使得鐵心隨著勵(lì)磁頻率的變化而周期性振動(dòng)。

（4）電磁作用引起的鐵心噪聲硅鋼片接縫處和疊片間存在因漏磁而產(chǎn)生的電磁吸引，由此引起鐵心振動(dòng)。

3.降低非晶變壓器噪聲處理措施

運(yùn)行中變壓器的噪聲通常是指變壓器的本體噪聲和冷卻風(fēng)機(jī)噪聲的合成噪聲。因此為了降低變壓器的噪聲，也應(yīng)該從這兩方面采取有效處理措施。

3.1合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）改變傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于非晶合金材料的特殊性，受外加應(yīng)力后，損耗會(huì)急劇增加，噪聲也隨之增加，為使鐵心不過于受力，鐵心應(yīng)懸掛在繞組上，鐵心只承受自身的質(zhì)量，不受其他的壓緊力。結(jié)構(gòu)上，器身上下左右采用“Ω”形彎板的夾件裝配結(jié)構(gòu)或成型框架結(jié)構(gòu)，繞組和鐵心由結(jié)構(gòu)件支撐。

（2）非晶合金鐵心處在上下彎板和側(cè)彎板組成的框架中，在設(shè)計(jì)框架時(shí)應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑６?。如果裕度過小，鐵心受擠壓，空載損耗和噪聲都將增加；如果裕度過大，鐵心振動(dòng)加劇，噪聲也會(huì)增加。為了降低噪聲和避免鐵心受力，可在框架和鐵心之間加墊減振吸聲材料。

（3）非晶合金鐵心的截面比硅鋼片鐵心的截面要增加40%左右，鐵心重量也要增加35%左右，這可使變壓器的噪聲和成本增加。我們?cè)诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)一定要盡可能地降低鐵心重量、合理地確定其尺寸，才能有效地控制噪聲。

3.2降低變壓器鐵心的磁通密度

鐵心工作磁密的確定，通常取決全空載損耗和噪聲的要求。整流變壓器根據(jù)不同的整流方式，對(duì)工作磁密也有不同要求。因?yàn)榇琶芙档?，為保持總磁通量不變，?shì)必要增大鐵心的截面積，鐵心和導(dǎo)電材料重量隨之上升。變壓器質(zhì)量和制造成本將增加，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)下降。另外，鐵心體積的增大，使噪聲發(fā)射面積也相應(yīng)增大，從而導(dǎo)致變壓器聲功率級(jí)增大。

3.3采用磁致伸縮小的優(yōu)質(zhì)鐵芯片

由于鐵心片的磁致伸縮是產(chǎn)生變壓器噪聲的主要原因，可采用優(yōu)質(zhì)的磁致伸縮較小的磁鐵心片。該片提高了晶粒取向完整度，改善了絕緣涂層，增強(qiáng)了涂層的抗張力，降低了磁致伸縮，在同一工作磁密下，與普通磁鐵心片相比，變壓器噪聲可降低3dB（A）～4dB（A）。

3.4降低工藝系數(shù)

（1）降低非晶合金鐵心的單位磁化容量（VA/kg），也可達(dá)到降低噪聲的目的。由于非晶合金的單位磁化容量和單位損耗（W/kg）存在著制約關(guān)系，要獲得較低的單位磁化容量，就要結(jié)合企業(yè)的工藝水平。在產(chǎn)品的制造過程中，鐵心框（4個(gè)或8個(gè)）與繞組裝配時(shí)，需要打開鐵軛接縫、套裝繞組和合上接縫的操作，這些使鐵心受力的操作會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗和噪聲比裸鐵心時(shí)增加，因此工藝系數(shù)應(yīng)控制在1.05～1.25間比較合理。

（2）鐵心和繞組的結(jié)合方式以及操作人員的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平，鐵心本身接縫或合完鐵心的接縫的大小等都將直接影響非晶合金變壓器的噪聲。

（3）通過選取較高的單位損耗來(lái)獲得較低的單位磁化容量，亦即在空載滿足要求的前提下，把多余的損耗性能轉(zhuǎn)化為磁化性能，也可達(dá)到降低噪聲的目的。

3.5器身裝配工藝過程控制

工藝控制是制造非晶合金變壓器的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

（1）裝配方式。裝配方式會(huì)影響非晶合金鐵心接縫的質(zhì)量，即會(huì)影響噪聲。一般說裝配方式有兩種，一是倒裝式，就是把鐵心接縫朝上，打開接縫套裝繞組后再合上，之后將器身翻轉(zhuǎn)180°；二是平裝式，用專用的設(shè)備將鐵心平放，將繞組套裝后再合攏起立。一般來(lái)說平裝式對(duì)于非晶合金鐵心開口損壞較小，接縫質(zhì)量好，噪聲小，但工藝要求較高，需要專用的設(shè)備。

（2）對(duì)非晶合金鐵心開口處接縫進(jìn)行改善處理。改善和縮小鐵心接縫，可使接縫處磁通分布均勻，又使氣隙中的磁密大大降低，減少因?yàn)榻涌p處磁吸力引起的噪聲。另外，減小接縫，可以降低振幅，同時(shí)還可以減小變壓器的勵(lì)磁容量和勵(lì)磁電流，使聲功率大幅度降低，即可降低噪聲4～5dB。

（3）鐵心的自身結(jié)構(gòu)和制造工藝對(duì)噪聲也有一定的影響。非晶合金鐵心表面涂覆有環(huán)氧樹脂，若涂覆不好或環(huán)氧樹脂質(zhì)量差而引起脫落，也會(huì)增加變壓器的噪聲，另外在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)鐵心和器身加消聲墊等。

4.現(xiàn)場(chǎng)降噪措施

有時(shí)會(huì)遇到這種情況，制造和檢驗(yàn)都合格的產(chǎn)品，在投入實(shí)際使用時(shí)，客戶卻反映運(yùn)行噪聲大，售后服務(wù)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，遇到的情況也各不相同。產(chǎn)品本身質(zhì)量都沒問題，由于安裝和使用環(huán)境不同，引起的運(yùn)行噪聲遠(yuǎn)大于出廠檢驗(yàn)時(shí)的測(cè)量值?？偨Y(jié)一下，有以下幾點(diǎn)原因和相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)降噪處理措施。

（1）在居民小區(qū)等密集人口居住區(qū)安裝干式變壓器時(shí)需注意：①變壓器室必須單獨(dú)設(shè)立，不得建在住宅樓的底層。②變壓器基礎(chǔ)水平牢固。③在變壓器車架下面加防振膠墊。④變壓器室內(nèi)四周裝一些吸聲材料等。⑤低壓引出排采用軟連接，母排固定牢靠。

（2）現(xiàn)在城市里的6～10kV電網(wǎng)電壓普遍偏高，在保證低壓供電質(zhì)量的前提下，盡量把高壓分接向上調(diào)（低壓輸出電壓降低），以此消除變壓器的過勵(lì)磁現(xiàn)象，降低變壓器的噪聲。

（3）檢查風(fēng)機(jī)、外殼和其他零部件的共振產(chǎn)生的噪聲，判斷時(shí)分別用絕緣棒抵一下外殼門板和風(fēng)機(jī)，看噪聲是否變化。解決方法見2.2。

（4）變壓器的電壓波形發(fā)生畸變（如諧振現(xiàn)象），產(chǎn)生噪聲?？梢越ㄗh用戶考慮加裝減小諧波的裝置。

（5）變壓器缺相的問題。變壓器缺相時(shí)，鐵心不能正常勵(lì)磁，產(chǎn)生噪聲，輸出電壓異常。檢查變壓器高壓熔絲是否損壞和上一級(jí)線路電源。

5.結(jié)束語(yǔ)

圍繞為客戶提供低噪聲、高性能優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品這一技術(shù)攻關(guān)中心，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料選擇、制造工藝優(yōu)化及人員現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)意識(shí)、服務(wù)水平等諸多方面對(duì)產(chǎn)品降噪進(jìn)行了有效的QC攻關(guān)，更好地提升了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。