三相變壓器噪音大的原因分析與解決方案

一、三相變壓器噪音產(chǎn)生的原因

三相變壓器在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的噪音是一個常見問題，其來源主要包括以下幾個方面：

1. 磁致伸縮引起的鐵芯振動

變壓器鐵芯由硅鋼片疊壓而成，在交變磁場作用下，硅鋼片會發(fā)生周期性伸縮（磁致伸縮效應(yīng)），這是變壓器噪音的主要來源。磁致伸縮量與硅鋼片的材質(zhì)、磁通密度密切相關(guān)，當(dāng)磁通密度超過1.7T時，噪音會顯著增加。

2. 繞組振動

負(fù)載電流通過繞組時會產(chǎn)生電磁力，導(dǎo)致繞組振動。特別是當(dāng)負(fù)載電流較大或存在諧波時，這種振動會加劇，產(chǎn)生可聞噪音。

3. 結(jié)構(gòu)件共振

變壓器油箱、夾件、緊固件等結(jié)構(gòu)部件如果固有頻率接近鐵芯或繞組的振動頻率，會產(chǎn)生共振現(xiàn)象，放大噪音水平。

4. 冷卻系統(tǒng)噪音

強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷或自冷變壓器的冷卻風(fēng)扇、油泵等輔助設(shè)備也會產(chǎn)生機(jī)械噪音，尤其是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時。

5. 安裝不當(dāng)

變壓器安裝基礎(chǔ)不牢固、減震措施不到位會導(dǎo)致振動傳遞到建筑結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生二次噪音。

二、三相變壓器噪音大的解決方案

針對上述噪音產(chǎn)生原因，可以采取以下措施降低變壓器噪音：

1. 優(yōu)化鐵芯設(shè)計(jì)

(1) 選用優(yōu)質(zhì)高導(dǎo)磁硅鋼片：采用磁致伸縮系數(shù)小的優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片（如30Q130、27Q110等），可顯著降低磁致伸縮噪音。

(2) 降低工作磁密：設(shè)計(jì)時將鐵芯工作磁密控制在1.5-1.6T范圍內(nèi)，避免接近飽和區(qū)。

(3) 改進(jìn)鐵芯結(jié)構(gòu)：采用階梯接縫、斜接縫等先進(jìn)疊片工藝，減少磁通畸變；增加鐵芯夾緊力，但需避免過度夾緊導(dǎo)致應(yīng)力增大。

2. 繞組減振措施

(1) 優(yōu)化繞組結(jié)構(gòu)：采用糾結(jié)式繞組或內(nèi)屏蔽繞組，改善電流分布；增加繞組軸向壓緊力，通?？刂圃?-3MPa。

(2) 使用彈性墊塊：在繞組與鐵芯間設(shè)置橡膠或尼龍墊塊，吸收振動能量。

(3) 加強(qiáng)端部固定：采用高強(qiáng)度絕緣端圈和壓板，防止繞組端部松動。

3. 結(jié)構(gòu)減振與隔音

(1) 油箱減振設(shè)計(jì)：增加油箱剛性，內(nèi)部設(shè)置隔音板；油箱壁采用波紋板結(jié)構(gòu)或增加阻尼涂層。

(2) 夾件隔振：在鐵芯夾件與油箱間安裝橡膠減震墊，阻斷振動傳遞路徑。

(3) 隔音罩應(yīng)用：對于噪音要求嚴(yán)格的場所，可加裝復(fù)合隔音罩（內(nèi)襯吸音材料，外殼為鋼板）。

4. 冷卻系統(tǒng)降噪

(1) 選用低噪音風(fēng)機(jī)：采用大直徑、低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇（轉(zhuǎn)速≤1000rpm），葉片設(shè)計(jì)為翼型或后彎式。

(2) 優(yōu)化風(fēng)道設(shè)計(jì)：確保氣流順暢，避免湍流產(chǎn)生額外噪音。

(3) 變頻控制：根據(jù)溫度自動調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，減少不必要的全速運(yùn)行時間。

5. 安裝與維護(hù)措施

(1) 基礎(chǔ)減震：安裝時采用彈簧減震器或橡膠隔震墊，基礎(chǔ)重量應(yīng)為變壓器重量的2-5倍。

(2) 管道柔性連接：所有與變壓器連接的母線、電纜、油管等應(yīng)采用軟連接，避免剛性傳遞振動。

(3) 定期維護(hù)：檢查緊固件是否松動，夾件壓力是否正常；及時處理硅鋼片松動、繞組變形等問題。

三、特殊情況的處理

1. 諧波引起的噪音

當(dāng)電網(wǎng)中存在大量諧波（特別是5次、7次諧波）時，會導(dǎo)致變壓器產(chǎn)生異常噪音。解決方案包括：

(1) 增加濾波裝置

(2) 采用Dyn11聯(lián)結(jié)組別變壓器

(3) 設(shè)計(jì)時考慮諧波影響，適當(dāng)降低磁密

2. 直流偏磁噪音

直流輸電單極運(yùn)行或地磁暴引起的直流偏磁會導(dǎo)致變壓器噪音劇增?？刹扇。?/p>

(1) 中性點(diǎn)串聯(lián)電容隔直

(2) 中性點(diǎn)注入反向直流補(bǔ)償

(3) 采用抗直流偏磁設(shè)計(jì)的變壓器

四、噪音治理效果評估

實(shí)施降噪措施后，應(yīng)進(jìn)行噪音測試評估：

1. 測量點(diǎn)選擇：距變壓器外殼0.3m處，高度為油箱高度的1/2～2/3位置

2. 測量條件：額定電壓下空載運(yùn)行，環(huán)境噪音比被測噪音低10dB以上

3. 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)GB/T 1094.10或合同約定，一般油浸式變壓器噪音限值為65-75dB(A)

對于特別敏感區(qū)域（如居民區(qū)、醫(yī)院等），可通過以下方式進(jìn)一步降噪：

1. 設(shè)置聲屏障

2. 建造隔音室

3. 采用地下式安裝

五、總結(jié)

三相變壓器噪音治理是一個系統(tǒng)工程，需要從設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行維護(hù)各環(huán)節(jié)綜合考慮。最有效的策略是在設(shè)計(jì)階段就采取預(yù)防性措施，這比事后治理更經(jīng)濟(jì)有效。對于已投運(yùn)的變壓器，應(yīng)根據(jù)具體噪音源采取針對性措施，通常可降低噪音5-15dB(A)。通過綜合應(yīng)用上述方法，完全可以將變壓器噪音控制在可接受范圍內(nèi)，滿足環(huán)保和用戶要求。