摘要：变压器噪音主要来源于变压器铁心片在交流电压作用下引起的磁滞伸缩，该磁滞伸缩和作用电压的频率有关。在该频率下，磁滞伸缩可以在变压器铁心片中产生一种纵向形变而导致振动，由于磁致伸缩应变特性不是真正意义上的正弦曲线，因此有时即使降低了磁通密度，但变压器铁心噪音反而会增大。降低磁通密度的经济性极差，因而从可操作性和经济性上考虑，可以采用其他措施降低铁心片的横向振动来降低噪音。
关键词：配电类型；变压器噪音；治理
1变压器噪音的发生与传播
1.1变压器本体的噪音
变压器本体的噪音由铁心振动引起，是铁心磁滞伸缩的物理现象产生的，由于变压器交流励磁，铁心交变磁场以电源周波的二倍变化，使铁心磁滞伸缩反复发生产生振动，其波形的基波是周波数的整数倍。例如50HZ的变压器噪音频率的主要成分是100HZ，200HZ，300HZ等。
1.2冷却器噪音
变压器冷却方式不同其噪音水平也不同，大容量变压器强油风冷噪音源是风扇和油泵。风扇的噪音是同转速成正比，风扇的转速越高噪音越大。油泵发生噪音一般不成问题，只有在要求噪音在55dB以下才不可忽略。冷却器的噪音、变压器本体的振动由冷却器的配管支架等结构件传播，因此变压器本体、冷却器的配管支架等要避开共振范围。
1.3其他方面的噪音
变压器本体上的开关切换、滤油机动作一般也产生噪音，但我们一般不对他们采取措施。
2变压器噪音的治理措施
2.1地面独立配电房变压器噪音治理
治理方案：首先对变压器进行停电后的检修，包括进行更换陈旧的变压器油，对变压器紧固件进行检查，对变压器进行除尘等；其次对变压器基础进行加固或者加装隔震装置，隔震装置可以根据振动的大小程度选择橡胶垫或者弹簧减振器进行；最后对配电房的薄弱处进行隔音加固，将普通窗改为消声通风窗（考虑配电房的散热要求），将普通铁门或铝合金门改为木质防火隔音门或者金属隔音门。一般情况下进行以上处理后，配电房的噪音基本都能达到符合国标要求，但考虑到变压器的低频噪音的穿透力很强，在条件允许的情况下配电房内部还要进行吸音处理，这样可以衰减噪音的能量。经验分析：首先在设计初期就要考虑这类配电房的噪音可能产生的问题，尽量在远离住宅本体的位置放置配电房；其次应尽量对变压器的基础进行加固处理，这样可以抑制变压器振动的放大，或者给变压器配置减振器；最后，尽量将配电房的门窗等隔音的薄弱处不要朝向住宅本体，如果无法避免，则将配电房的门窗设计为隔音门窗。
2.2地面箱式变压器噪音治理
治理方案：首先对变压器进行停电后的检修，包括进行更换陈旧的变压器油，对变压器紧固件进行检查，对变压器进行除尘等；其次对变压器基础进行加固或者加装隔震装置，隔震装置可以根据振动的大小程度选择橡胶垫或者弹簧减振器进行；最后由于箱变的外壳都比较单薄，对其外壳进行隔音加固比较困难，且位置空间较小，所以箱变的噪音治理方法是在其外侧加设隔音屏障或者隔音罩。一般情况下进行以上处理后，箱变的噪音基本都能达符合国标要求，如果是隔音罩需要考虑箱变的散热问题，一般需要有进风系统和排风系统。经验分析：首先在设计初期就需要考虑这类箱变的噪音可能产生的问题，尽量在远离住宅本体的位置放置箱变；其次应尽量对箱变内的变压器的基础进行加固处理，这样可以抑制变压器振动的放大，或者给变压器配置减振器；最后，如果无法避免远离住宅主体，则在箱变的敏感侧加装隔音屏障，如果日后隔音屏无法隔绝噪音时可再考虑对箱变加装隔音罩来抑制噪音。
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2.3地下室配电房变压器噪音治理
治理方案：首先，对变压器的振动进行阻断，包括进行更换变压器低压出线母排，对变压器紧固件进行紧固，将变压器外壳和变压器本体分开，在变压器底部加装橡胶垫或减振器，接地扁铁改为接地编织带等；其次，如果需要对配电房进行隔音处理，则在配电房四周加装隔音或者吸音材料进行噪音能量的隔断和吸收。经验分析：首先在设计初期就要考虑这类地下室配电房的噪音可能产生的问题，尽量在远离住宅投影下方的位置放置配电房；其次应尽量对箱变内的变压器的基础进行加固处理，这样可以抑制变压器振动的放大，或者给变压器配置减振器；最后，如果无法避免远离住宅投影下方，则对变压器进行以上各项隔震措施以杜绝该类噪音投诉问题的产生。
3变压器的噪音解决措施
3.1降低磁密的方法
变压器本体噪音主要发生源是铁心的磁滞伸缩现象，因此要考虑磁密的降低，变压器磁密越高铁心截面积越小，当没有噪音水平要求时一般磁密按1.7T考虑，当变压器磁密从1.7T降到1.6T时噪音可降低2～3dB，由于磁密铁心截面积增大，导线、绝缘件、绝缘油重、油箱尺寸都要加大，材料增加。在设计时考虑选取合理的磁密，但是由前面的分析我们可以看出降噪音不能一味地降磁密，磁密“B”的下降可使铁心噪声下降，但不同的硅钢片，不同的工艺，不同的结构降低噪声程度是不同的。且磁密的过分降低也导致了变压器重量增加的同时体积也增加，使噪声发射面积增大，因而使噪声声功率级增大，变压器的制造成本也大大增加。在铁心片的结构形式上充分利用冷轧硅钢片的特点，采用45°全斜接缝，采用多级阶梯接缝。因此完全依靠降低磁密来获取变压器大幅度降低噪声是不可取的，一般工作磁密降低幅度应控制在10%左右。
3.2改进铁心电工钢片的方法
从铁心片的材质来考虑，尽量采用磁滞伸缩小的硅钢片，如HI-B高取向的高导磁硅钢片，这种硅钢片由于提高了晶粒取向的完整度，改善了绝缘涂层，增强了涂层的抗张力，从而降低了磁滞伸缩，在同一工作磁密下与一般晶粒取向的硅钢片相比可降低噪声2-4dB（A）。但是这种硅钢片由于本身的材质较好，因而任何外界的不规范的操作对铁心片的质量影响都很大。所以在使用上需严格控制工艺，将起吊和搬运的次数降到最低限度，一次不规范的起吊和搬运，对变压器噪音的影响在1～1.5dB。并采用不叠上铁轭工艺，减少因再次插片时引起的对硅钢片性能的影响。同时还需严格控制刀具的质量，以防铁心片边缘毛刺过大影响铁心夹紧的质量和夹紧力的均匀分布。
3.3改进铁心结构
将铁心片改为一片一叠，改善接缝处磁通分布，改进接缝结构也能降低噪音。由于改变接缝制造复杂，因此也不多用，低噪声变压器的结构设计都是围绕夹紧力均匀和增加阻尼两个方面展开的。铁心夹件采用宽幅钢板，以保证整个夹件的刚度，使夹紧力能均匀的分布到铁心片上。铁心片在叠积完成以后，在均匀的压紧力作用下要考虑将铁心片用胶涂刷使之凝固后成一个整体，同时在垫脚与下铁轭之间也同样处理，以便将铁心片受的力均匀的通过垫脚传递到油箱。铁心和低压硬纸筒之间采用圆木撑紧，且增加圆木的档数，将铁心和纸筒结合成一个整体。在铁轭和夹件幅板之间采用层压木制成的阶梯块撑紧，加工时应严格保证其加工精度，以保证每档铁心都被撑的很紧。在撑的过程中，因格外注意接缝处的压紧。增加阻尼的方法是在铁心片之间、铁心片和结构件之间增加非刚性的结构件。铁心片每隔一定的厚度加一张绝缘纸板，也有阻尼的作用。夹件绝缘是在整块层压纸板上进行铣加工，既有强度，同时又使铁心片受到均匀压紧力。在铁心和下节油箱之间采用垫脚绝缘用层压纸板铣加工，强度高，同时在噪音传递的路径上起到阻尼的作用，箱壁采用瓦楞折板结构，刚度好，有较高的自振频率。
结论
通过不同类型的配电方式对变压器噪音问题进行了综合的治理和分析，得出针对性的治理方案和预防方案，根据当地的配电习惯，在以后的设计过程中需要得到重视，并在日后遇到类似问题（噪音投诉问题），可以参照该文中描述的工艺和方法，能更加有效地解决噪音扰民问题。
参考文献：
[1]奚晓勤.变压器噪声产生的原因及降低噪音的措施[J].华东电力，2016，40（4）.
[2]刘海波.变压器运行噪音问题的探讨[J].安徽电力，2015，22（3）.
论文作者:常骁恺,李思杰,刘利鹏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/8/6
标签：变压器论文; 噪音论文; 铁心论文; 配电房论文; 硅钢片论文; 本体论文; 伸缩论文; 《电力设备》2018年第10期论文;