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浅谈降低非晶合金变压器噪声的措施

来源:http://www.jnbyqcj.com 日期:2018/7/13 16:54:06 点击:17

1  引言

        非晶合金变j王器采用非品含金带材作为铁心的导磁材料,具有空载损耗低的特点,符合节能环保和 可持续发展的需要。 但是,由于非晶带材本身的特性和产品的结构特点,非晶合金变压器的抗短路能 力较差,噪声高。 随着人们对生活环境要求的提高, 市场对非晶合金铁心变压器的l噪声要求已从原来满足国家变压器噪声标准提高到满足两类区环境噪声要求,甚至是一类区的环境噪声标准。 本文中笔者从噪声产生的源头和传播途径两个方面来研究,结 合多年实践经验,并综合考虑、经济成本进行了粗浅地探论,并对这些措施的效果进行了分析评估。

2  非晶合金变压器躁声产生机理

非晶合金铁心变压器噪声的主要来源是非晶铁心及绕组。 变压器励磁后,由于磁致伸缩,引起铁心和绕组的振动,并在向外传递过程中,引起油箱及附件的振动。减小铁心及绕组的振动,是控制非晶变 压器l噪声的主要途径。

非晶薄片 (每片厚度 般在0.025mm左右)的防震性比较差,非晶铁心比硅钢片铁心产生的噪声 要大,控制非晶合金变压器的噪声尤为困难。 所以在对环境要求越来越高的今天,研究如何降低非品 变压器的噪声显得十分重要。

非晶铁心及绕组产生的振动通过两种途径传递至油箱: 一是通过绕组、夹件和油箱的机械联结传递;二是通过声波在油液中传递。油箱的振动产生向 外辐射的噪声,因此,从声源上控制非晶合金铁心的磁致伸缩,并对声波传递过程中进行阻尼、衰减是减少非晶合金变压器噪声的主要途径。

3 降低非晶合金变压器躁声的措施

3.1 降低铁心磁致伸缩引起的振动

           一般情况下非晶变压器磁密较低,采用降低磁密(如磁密每降低O.lT~0.2T,噪声可下降到3dB(A)~5dB(A))的降噪效果比较显著。以630kVA样机中, 磁密降低0.1T,同时结合其他措施, 噪声可下降 4dB-5dB左右。但成本上升很快,以630kVA 非品合金变压器为例, 每台增加成本约0.6万元, 经济性差,一般在降噪中只做适当考虑。

        (1)降低非晶合金铁心的单位励磁功率。

        非晶合金铁心的单位励磁功率对非晶变压器噪声影响很大,降低非晶铁心的励磁功率,本质上是降 低铁心的磁致伸缩幅度, 因而能大大减小非晶铁心的振动,非晶铁心的单位励磁功率对噪声的影响,如图l所示。

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        (2)非晶合金铁心接缝处理。

       非晶铁心大多采用搭接式的接缝形式, 卷片之间采用相互搭接,如图2所示。

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         每层片与片的搭接处有一定搭接长度,行业内过去一般要求是大于8mm,铁心磁力线在经过搭片处产生突变,向下流通。事实上,由于此部位的铁心存在较大的间隙,磁阻增大,磁通只能改变一定的角度,选择往上或下。此部位是非晶铁心噪声的主要来源。所以在此处搭接片的长度增加,搭到15mm左右时,磁励线突变程度才不会那么陡直、激烈,引起的 磁致伸缩变化幅度小,因此搭片长度设计时必须给予足够的保证。同时·,上一片和下一片的间隙必须小,类似于硅钢片变压器铁心接缝必须尽可能小,减少磁阻,这样磁力线在突变时,磁致伸缩因间隙小而被对面的铁心消化、吸收和衰减,不致振动过大。实践证明,上、下片间间隙控制在Imm~2mm对降低噪声极为有利,可降低2dB(A)~3dB(A),这点往往被大家所忽略。另外,接缝处加降l噪板对降噪也极为有利。

      (3)非晶铁心适当夹紧。

        一般认为非晶铁心对应力敏感,受力对噪声的 增加影响很大,其实这是一个误区。对非晶铁心进行适当绑紧,特别是沿铁心外周方向用热缩带绑紧,将铁心柱两侧进行绑扎,待器身进烘房后,热缩带加热收缩,绑紧铁心,从而抑制铁心的振动,能有效防止铁心接缝处窜动,保证搭接长度和搭接间隙。适当绑紧后的铁心能降低噪声ldB(A)~2dB(A),如图3所示。

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     4)降低非晶铁心高度。

          把非晶变压器的铁心设计成“矮胖型”,稳定性 好,抗振动能力强;同时叠厚减薄,若面积不够,可选择二列铁心,且最好选择N带。这样既能保证磁密,又因叠厚薄,磁致伸缩小,从而降低噪声。采取这种措施也可降低ldB(A)~2dB(A)。

3.2 声波传递过程中,对其进行阻尼衰减

     (1)增加侧夹件刚性。

     非晶铁心外挂在绕组上,其在振动向外传递过程中,首先遇到的是夹件,适当增加夹件刚性,可阻 尼声波的传递,进行首次衰减,特别是侧夹件增加刚性后也能增强产品的机械强度,在侧夹件上加焊加 强筋,可改变器身频率,避免与铁心产生共振,采取这些措施,可降低噪声2dB(A)-3dB(A)。

     (2)绕组底部与托板间隔振处理。

在绕组底部与夹件托板间加隔振橡胶垫,可抑 制绕组的振动强度,减少共振发生,两组铁心之间加 垫一层Imm的橡胶材料,减少两组铁心的共振,也有利于降低噪声,效果比较明显。

     3)器身与箱底间垫防振垫。

     在器身夹件下与油箱底板间垫24mm厚防振垫,隔振效果较好,约可降ldB-2dB。

   (4)在箱壁内侧加降噪板。

    在箱壁上加焊降噪板,i亥板表面凹凸不平,声波传递到这,进行反射,方向改变,引起相互间声波衰减,可降ldB(A)~2dB(A)。

   (5)将散热器的各散热片与油箱焊接连成一体,可减小散热片的振动,有利于降噪,该措施几乎不增 加戚本,如图4所示。

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        (6)目前还存在一个问题,非晶合金变压器运行-段时间后,噪声有所增加,过去将原因归结于非晶 材料的问题。事实上,非晶合金带材在低频低温的情况下,一般不会发生材质上的变化。而变压器噪声增长的主要原因是变压器在长时间运行过程中产生的 振动对铁心的影响,特别是对铁心接缝的影响。由于 非晶铁心没有采取非常紧固的绑扎方式,长期的振动,造成接缝处位置发生变化,最终造成运行一段时 间后噪声增大。所以在铁心之间,适当加些支撑,防 止铁心接缝与位置发生变化,有利于非品合金变压器长期运行。

4结论和思苦

        通过上述降低非晶合金变压器噪声的措施,可 以降低非晶合金变压器的l噪声,且经济性好。以通过短路试验的400kVA非晶产品为例,实测数据较为理想,低于用户标准,基本在44dB(A)~47dB(A)之间。成本几乎不增加。

总之,如何降低非晶合金变压器的噪声,是个涉及面广,专业性强的课题,也是非晶合金变压器厂家面临的难题之一。








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