摘要：阐述震动对干式变压器的不利影响，及从干式变压器设计、结构、整体等各个方面介绍了干式变压器减震所采取的主要措施。
关键词：干式变压器;减震;降低噪音
前言
干式变压器应用较为广泛，是主要电气设备之一。减少震动对干式变压器的影响十分重要。
1. 干式变压器减少震动的必要性
海上平台、风力发电塔等特殊区域，因其工作地点较为特殊，震动较大，直接影响到电网的安全运行、干式变压器的使用寿命、干式变压器的各项技术指标等。
1.1震动影响到电网能否安全运行
震动对干式变压器铁芯的危害主要体现在使其安装夹件、安装底座等各部件发生松动，干式变压器线圈的表面发生脱模或出现龟裂，干式变压器与其它设备的连接产生断裂。如震动严重，还会使干式变压器的整体出现变形、损坏等现象。在震动使干式变压器出现运行不当而致发生故障，将使系统被迫停电检修，使整个电网就处于瘫痪状态，对国计民生和企业生产造成较大影响。
1.2震动影响干式变压器使用寿命
震动会使变压器上坚固件脱落。在坚固件出现脱落后，如果掉入干式变压器高压线圈与低压线圈之间，将直接造成干式变压器的短路，而发生事故。这些事故，会给干式变压器造成很大的损害，致使干式变压器，大大缩短其使用寿命。
1.3震动影响到干式变压器各项技术指标的优化
噪音、空载电流及空载损耗是干式变压器的重要技术考核指标。铁芯振动是造成干式变压器指标不达标的重要因素。这种震动，会使硅钢片接缝处和叠片间漏磁较大。这种漏磁，既可以增大干式变压器噪音，还能引起铁芯共振、增大干式变压器空载电流及空载损耗。
2.为干式变压器减震采取的主要措施
2.1设计干式变压器铁芯采取的措施
在设计干式变压器时，就应考虑到防止铁芯共振。以干式变压器的额定频率为50Hz为例，铁芯的自振频率应避开以下几个频带。即：“75～125Hz，165～235Hz，275～325Hz，375～425Hz”。在自振频率能避开共振频带的情况下，铁芯就不会共振，有利降低干式变压器噪音，更可减少震动对干式变压器的不利影响。
2.2绕制干式变压器线圈时采取的措施
绕制干式变压器线圈时，内、外壁线圈绝缘及层间、匝间均采用了经维交织长纤维玻璃布和无方向性玻璃纤维短切毡（此类复合材料不仅被用于干式变压器上，还被用于飞机及轮船等需要高防水、高强度、高震动的产品零部件上），这些纵横交错的玻璃纤维给环氧树脂的浸润形成了多个通路，保证了树脂在层间、匝间及内、外壁都能与玻璃纤维充分结合成为玻璃钢结构体，这种玻璃钢结构体在保留了环氧树脂高绝缘强度的性能同时，完全克服了环氧树脂脆性大的缺点，使干式变压器机械强度非常高，极限张应力可达到钢材的强度（370～850N/mm2），增大干式变压器线圈的抗震性能。
2.3完善整体结构干式变压器
（1）对干式变压器，在结构上，尽量改善和缩小铁芯接缝。铁芯设计上，应该采用多级接缝（5级以上）。对于铁芯夹件，尽量采用宽幅的钢板，以此来充分保证整个夹件的刚度更大。这种刚度，会使夹紧力均匀分布到铁芯片上。在铁芯铁轭和夹件幅板之间，应该采用层压木制成的阶梯块来撑紧，把铁芯成为坚固整体。应在铁心端面上，涂抹环氧胶或聚酯胶，以此来增加铁心表面张力约束。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这样，可减少磁致伸缩量。此外，还可采取在铁芯叠片之间，间隔一定厚度后，加一层薄耐油橡胶。这种薄耐油橡胶可以起到增加阻尼、降低铁芯的噪音的作用。通过各种措施，实现减少震动对干式变压器铁芯的不利影响。
（2）采用弹性缓冲式结构。主要方法是：“干式变压器通过铁芯夹件拉板、绝缘垫块将高、低压线圈压紧，垫块与夹件间采用压钉结构，垫块与绕组间以硅橡胶棒压紧，通过硅橡胶棒分隔铁心与低压绕组间的气隙”。该结构可以有效吸收铁心膨胀及收缩，实现整个变压器器身，始终处在于一种压紧状态。干式变压器铁芯，采用Tenax聚酯带来绑扎。绑扎力大，抗拉强度高，其拉断力可以达到11340N。这些具体措施，不但使干式变压器机械强度大幅度提高，更减少了干式变压器受到震动带来的不利影响。
（3）采用整体式结构。在干式变压器安装底座及上夹件侧面，加斜拉支撑架，以此来实现整体加固，把干式变压器斜拉支撑上的槽钢，伸到干式变压器外壳边缘，对于干式变压器安装底座，则采用槽钢全焊接结构。这些做法，使干式变压器及外壳共同形成了一个整体结构，这种整体结构，提高了干式变压器机械强度，震动对其不利影响也随之减少。
（4）采用弹性连接结构。做法是：增加干式变压器弹性改造设计，断开附加刚性结构连接，在干式变压器铁芯垫脚处和磁屏蔽之间的位置，放置本体上下外表面，至少设置两种以上不同形状、同等高度的凸起部的防振胶垫。震动时，这种柔性凸起部可以进行空间内弹性伸缩，实现了减少振动，防止共振，实现抗震和降噪。
（5）采用高强度材料。对所有紧固件，均采用高强度的不锈钢材料，连接螺母、螺栓处采用不锈钢防滑垫减震。重点是特铁芯的上、下夹件处拧紧，如该处松动，会使铁芯无法夹紧，致震动明显增加，相应的，干式变压器的噪音、空载损耗及空载电流均会增大。因此定期维护时需仔细反复检查对干式变压器上的紧固件，及时坚固，防止震动加剧对干式变压器不利影响。
2.4干式变压器及其它设备配套上采取的措施
（1）引入软性阻尼材料。主要做法是用纺织软线或链接线管等软性阻尼材料进行干式变压器与开关柜等设备之间连接。该方法，会使干式变压器与开关柜之间的传动，实现由钢性到柔性转变。如干式变压器产生震动，软性阻尼连接件可令连接处弹性伸缩，实现减少振动，防止共振，最终达到很好抗震和降低噪音。
（2）在干式变压器与安装地基之间放置减震橡胶垫。减震橡胶垫一般采用20mm胶板，压缩量为3mm为宜，压缩量太大时，会因发生蠕变而使阻尼失效，其绝缘性能会影响使用效果。当干式变压器运行产生震动时，干式变压器与安装地基不直接接触，有弹性缓冲，减少振动，防止共振，从而实现有效抗震和降噪。
（3）采用断离刚性链接。做法是：在干式变压器与其配套件冷却风机之间采用断离刚性链接，尤其是在干式变压器与冷却风机之间放置防振胶垫。由于防振胶垫，实现了由钢性连接变为弹性连接，达到了减少振动，防止共振目的，更使抗震和降低噪音取得较好效果。
3.采用现代减震控制技术
3.1低频阻尼弹簧复合减振缓冲器
其做法是：在干式变压器本身和变压器室地面基础之间，加低频阻尼弹簧复合减振缓冲器。该缓冲器采用的是长方形基础结构。组成部分包括：上下钢壳体、表面橡胶摩擦防滑垫、减振组件等。减振组件的结构方式是：由减振弹簧和上下橡胶隔振垫串联组合而成，其主要作用和目的是：复合隔振隔声。低频阻尼弹簧复合减振缓冲器在设计上，采用低频率值设计。一般来说，自然频率3Hz～5Hz，阻尼系数0.12～0.13左右，最大使用压力在4.5Kg/cm2，在这种情况下，其防振效果极高。经过处理后，振动频率一般不超过0.7Hz，振动位移数值可控制在0.016mm以内。对一般设备，减震效率可以达以97%以上。
4.结束语
综上所述，为消除震动对干式变压器的不利影响，应从干式变压器设计、结构、整体等各个方面来采取措施，以实现有效减震效果。减震作为提升干式变压器运行质量和寿命，应作为长期研究课题，既要充分认识其复杂性，也应看到，随着科学技术的迅速发展，新材料、新工艺的不断出现，干式变压器减震的前景将是光明的。
论文作者:杨效文,魏小强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/28
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