浅谈非晶合金变压器噪音控制方法
浅谈非晶合金变压器噪音控制方法
前言
节能是我国经济社会发展的一项长远战略方针，也是十二五期间各省市的硬指标，在当前大力推行节能设备的国家政策下，国内众多变压器厂家纷纷投入到非晶合金变压器的生产当中。非晶合金变压器就是用非晶合金材料代替硅钢片制造变压器。与同容量的新S9型配电变压器相比，其空载损耗值可降低75% ，节能效果非常明显。因此非晶合金铁心变压器已被广泛使用于城市、农村电网及住宅小区中。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噪音要求已从原来满足国家变压器噪音标准 提高到满足二类区环境噪音要求，甚至是一类区的环境噪音标准。本文介绍分析了降低非晶合金铁心变压器噪音所采取的一些措施，并对这些措施的效果进行了分析评估。 1 变压器噪音产生的机理 非晶合金铁心变压器噪音的主要来源是非晶铁心及绕组的振动。减小铁心及绕组的震动，是控制非晶变压器噪音的主要途径。非晶铁心及绕组产生的振动通过两种途径传递至油箱：一是通过线圈、夹件和油箱的机械联接传递； 二是通过声波在油液中的传递。油箱的振动产生向外辐射的噪声。有一些文章介绍非晶变压器噪音较普通油浸变压器低，这是不对的。事实上，由于非晶合金磁致伸缩程度比硅钢片的大，而且非晶薄片（每片厚度一般在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音要大，所以在对环境要求越来越高的今天，研究如何降低非晶变压器的噪音显得十分重要。 2 降噪措施 针对噪声产生的根源，本文从噪声源———铁心和噪音传递途径两方面采取措施，具体如下： （1） 改良非晶铁心本身 ①铁心柱绑扎； ②铁心搭接头粘贴紧固； ③铁心涂环氧与喷涂3M 胶的比较； ④线圈高度方向压紧定位处理； ⑤铁心框间间隙处理； ⑥非晶铁心叠厚与重量的控制； ⑦降低磁密； （2） 在噪音传递路径采取措施 ①铁心下轭用胶垫支撑； ②器身与箱底间垫防振垫； ③三相线圈长轴方向与铁心间的间隙处理； ④油箱加隔音钢板； ⑤油箱与散热片加强； ⑥器身夹件与导板防振处理； ⑦线圈底部与托板间吸振处理； 3 降噪措施效果分析 3. 1 铁心柱绑扎 采用热收缩带在器身装配前，将铁心柱两侧进行绑扎，待器身进烘房烘焙后，热缩带加热收缩后，绑紧铁心从而抑制铁心的振动，有利于降低噪音，此方法成本增加值小，效果较好，但操作比较复杂。 3. 2 铁心搭接头粘贴紧固 待铁心开口端搭接完成后，用粘带将铁心搭接轭部粘扎成一个整体，可加强搭接头的坚固，有利于非晶合金铁心变压器噪音的降低，成本几乎不增加，但操作比较复杂。 3. 3 铁心环氧涂层与喷涂3M胶 试验证明，铁心涂层采用3M 胶优于涂环氧，而成本没有化。 3. 4 线圈高度方向压紧定位处理 在线圈与夹件间在垂直方向上增加支板和压钉，给线圈以预紧力。实际降噪效果不明显，可能有利于降低离散性，但成本增加值较大，须增加压钉结构，支撑胶木板等，转配工时增加较多。 3. 5 铁心框间间隙处理 在铁心框间插入纸板，减小铁心可能的位移，有利于降低噪声离散度，成本几乎没有增加。 3. 6 非晶铁心叠厚与重量的控制 将铁心叠厚从原来的负公差更改为正公差，铁心重量设定下限，从而保证了产品的实际运行磁密不高于设计磁密，有利于控制铁心噪声和降低离散度。成本不变或略有增加。 3. 7 降低磁密 降低磁密的降噪效果比较显著，630 KVA 样机中，磁密降低0. 15T ，结合其他措施，噪音可下降10dB 左右。但成本上升很快，以630kVA非晶合金变压器为例，每台增加成本约0.6万元。 3. 8 铁心下轭用橡胶垫支撑器身 装配前，在铁心下轭（搭接头） 与下夹件之间的空隙部位填塞橡胶垫，过盈量约4mm ，以使铁心下轭受到弹性支撑。本措施增加了一块较大面积的橡胶垫，成本有所增加，据实测效果，噪声不但不降，反而略有升高。 3. 9 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，隔振效果十分良好，按实测比较， 约可降2 ～3dB ，但成本增加较大。 3. 10 三相线圈长轴方向与铁心间的间隙处理 在三相线圈长轴方向与铁心间的间隙中插入纸板撑紧，减小铁心与线圈间可能的相互移位，有利于降低噪音和噪声离散性，成本增加极小。 3. 11 油箱加隔音钢板 3. 12 油箱与散热片加强 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，该措施几乎不增加成本。 3. 13 器身夹件与导板防振处理 在器身夹件和油箱导板的连接处加装减振橡胶垫，将原来的刚性连接改为柔性连接，可改变振动传递的频率，增加阻尼量，有利于降低噪音值，此法增加成本不多（增加2块小面积橡胶垫） ，但效果较好。 3. 14 线圈底部与托板间隔振处理 在线圈底部与夹件托板间加隔振橡胶垫，可抑制线圈的振动强度，但效果不明显。 4 总 结 根据对多次试验结果的分析，综合成本、工艺及降噪效果等各种因素，采取器身与箱底间垫防振垫，铁心涂3M胶，非晶铁心叠厚与重量的控制，降低磁密，油箱加隔音钢板或器身夹件与导板防振处理等措施比较合理，因此可据实际情况选择采取这些措施，以达到良好的降噪效果。