摘要：环氧浇注干式电力变压器具有运行安全可靠、无污染、免维护、直接穿入负荷中心的优点。近年来，随着社会的发展和城市供电负荷的增长，它已成为我国变压器行业的热门产品，并越来越多地应用于高层建筑、居民集中的住宅区、酒店、商业中心等场所。然而，随着人们环保意识的提高，树脂浇注干式变压器的噪声越来越受到重视。
关键词：树脂浇注；变压器噪声控制；干式变压器
引言
环氧浇注干式变压器的噪声主要由铁芯产生。噪声的增加与产品设计、噪声传播路径、产品运行条件、负载特性、安装环境等因素有关。
1产生的主要原因
环氧树脂浇注干式变压器的噪声主要是由铁芯和绕组即变压器本体的振动引起的。噪声增加的原因也与其自身的冷却模式、运行条件和其他因素有关。
1.1环氧树脂浇注干式变压器本体振动的原因
（1）铁心
铁芯硅钢片的磁致伸缩是铁芯振动和变压器噪声的最重要原因。硅钢片的所谓磁致伸缩是指当铁芯被激励时，硅钢片沿磁力线方向的尺寸应该增加，而硅钢片垂直于磁力线方向的尺寸应该减小。当铁芯中的磁通密度达到一定值时，硅钢片每米长度的磁致伸缩尺寸一般为10-7-10-5m。磁致伸缩使铁芯随着激励频率的变化而周期性振动。芯硅钢片在50Hz的激励工频电压下会发生100倍的磁致伸缩。
（2）铁心结构
铁芯柱和轭的直径以及铁芯质量也与变压器噪声有关。噪声与铁芯直径成正比。当纤芯窗口高度与纤芯直径之比降低0.1时，噪声降低2-3 dB。当堆芯质量1t减小时，噪声可减小1 ~ 3db。
（3）制造工艺原因
铁芯的制造工艺对噪声也有很大影响。如果硅钢片在纵向和横向剪切时毛刺过大，铁芯紧固力小，环氧树脂浇注干式变压器的噪声会增大。
（4）负载原因
当负载电流通过绕组时，它将向绕组产生电能，并且它的漏磁将导致结构构件的振动，从而导致噪声增加。负载噪声的大小与流经绕组的电流大小有关。
1.2绕组的振动原因
在加载过程中，由负载电流引起的漏磁（特别是树脂浇注干式变压器的高压绕组大多为多段圆柱形，横向漏磁相对较大）会引起绕组振动，并使绕组产生噪声。负载电流产生的漏磁通可用于根据以下公式评估变压器噪声：δlwi = 40lg（I/in），其中δlwi为负载电流变化引起的绕组噪声声功率级的变化量db（a）；变压器I-负载电流，a；变压器的额定负载电流。
1.3冷却系统原因
由于环氧树脂浇注干式变压器采用风扇作为冷却装置，其振动频率一般在500赫兹以上，人耳对该频率下产生的噪声很敏感。风扇速度、叶片数量和叶片形状决定了风扇的工作频率。风扇的数量和速度决定了输出风量。变压器本体的振动通过结构框架传递到风扇装置，这加剧了其振动并导致噪音增加。
1.4变压器等其他因素
1）电网电压变化。电网电压会因外部因素而受到影响和波动。如果电网电压过高，磁通量密度将增加，这将进一步增加噪声。抽头电压可以调节以降低噪声。2）谐波的产生当变压器装有整流装置时，低压侧电路中会出现大量的高次谐波，尤其是三次谐波。如果采用Yyn0连接方式，三阶谐波电流就不能循环，这就扭曲了铁芯中的主磁通。可以使用Dyn11，或者可以在变压器和整流器装置之间安装隔离装置，以降低三次谐波。3）铁芯多点接地铁芯多点接地会导致铁芯局部过热和磁通量变化，导致噪声增加。确保铁芯在某一点接地。4）安装环境的影响当变压器安装在建筑物内时，噪声会因墙壁和地面等多级反射叠加而增大。当变压器和高低压开关柜安装在一起时，会叠加多个声级。
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2噪声的产生及降低噪声的措施
2.1采用磁致伸缩小的优质硅钢
磁致伸缩通常用ε表示，ε等于激发时硅钢片片片长的δl与片长的l之比，即ε=δl/l，其大小与以下因素有关。（1）激励时ε的大小取决于硅钢片的旋转，而冷轧取向硅钢片可以使97%的硅钢片具有最佳晶粒取向，因此ε值较小，有利于降低变压器噪声。（2）当ε高时，硅钢片的硅含量小，优质硅钢片的硅含量高。目前硅钢片的硅含量约为2% ~ 3%，硅钢片的硅含量超过3.5%，硅钢片会变脆，难以加工。（3）ε随着铁芯温度的升高而增加，因此为了降低变压器噪声，铁芯温度不应过高。（4）硅钢片受到外力后，硅钢片会产生压应力和弯曲应力，这将增加ε。硅钢片剪切时的剪切力会导致缺口处的一些晶粒偏离最佳取向，ε也会增大。因此，在搬运和堆放铁芯的过程中，应防止硅钢片受到外力（如击打、碰撞等，钢片横向和纵向剪切中使用的刀具应经常打磨。
2.2绕组的振动
在加载过程中，由负载电流引起的漏磁（特别是树脂浇注干式变压器的高压绕组大多为多段圆柱形，横向漏磁相对较大）会引起绕组振动，并使绕组产生噪声。为了减少绕组产生的振动，可以在绕组和铁芯之间增加支撑板。支撑板和绕组高度相同。同时用硅胶棒和硅胶板定位在低压绕组和铁芯之间，高压绕组和低压绕组与夹片之间，起到缓冲和阻尼的作用。
2.3线路中的谐波
当变压器装有可控硅整流器或晶闸管等整流装置时，低压侧回路中的电流和电压包含大量高次谐波，尤其是三次谐波。在这种情况下，有必要采用Dyn11连接变压器或在变压器和晶闸管装置之间安装隔离变压器，以降低产品噪声。
2.4线路负载不平衡
当变压器三相负载严重不平衡时，低压侧出现大零序电流，铁芯产生大零序磁通。零序磁通是基频正弦波。它的存在改变了各相磁通的大小和相位，使铁芯单相或两相磁密度严重增加或饱和，变压器噪声明显增加。在这种情况下，Dyn11连接的变压器可以降低产品的噪声。
2.5降低冷却系统的噪声
选用了几种新型的小流量、中流量低噪声风机，可以提供均匀的冷却，提高冷却系统的可靠性。通常，风机安装在底座上。橡胶垫可用于放置风机和带有橡胶的底座，以减少风扇风机振动和噪音的传播。
2.6降低变压器安装环境的噪声
一般情况下，环氧树脂浇注干式变压器布置在室内，应考虑墙面反射的噪声。噪声的增加与墙面和天花板的吸声系数有关。用矿渣棉或类似材料涂覆墙面，可以提高吸声系数，明显降低噪声。
2.7考虑变电站方面的消声方法
1）变压器周围可建隔墙和隔声室。这种方法在国外广泛使用。然而，在设计上有许多困难，但这可以有效地将噪声降低约35dB。2）采用主动消除噪声的方法。变压器1m中放置了多个噪声发生器，使得它们发出的噪声和变压器发出的噪声相互抵消。它利用变压器噪声信号转换成电信号的原理，然后放大并激励噪声发生器，产生等幅反相的噪声进行抵消。干扰会损坏变压器产生的噪声，并可将噪声降低约15dB。
结束语
环氧树脂浇注干式变压器由于其自身的优势，可以直接穿入负荷中心。由于空气被用作冷却和绝缘介质，其噪音可以直接通过空气传播。与同容量油浸变压器和非晶合金变压器相比，其噪声普遍较高，给人们的生活带来越来越严重的危害。在此基础上，探讨了噪声产生的主要原因，并提出了相应的控制方法，供相关技术人员参考。
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论文作者:王跃冲
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/17
标签：噪声论文; 变压器论文; 硅钢片论文; 绕组论文; 铁芯论文; 负载论文; 谐波论文; 《防护工程》2019年11期论文;