浅谈电力变压器振动的噪声控制

摘 要 本文结合电力变压器的主体结构，分析了电力变压器的振动与噪声产生的原因，对其振动产生噪声的机理进行了分析。并结合电力变压器振动产生的原因，从变压器本体噪声，传播途径以及变电站三个方面，深入分析了抑制变压器噪声的措施。

关键词 电力变压器；噪声；干扰

前言

近年来，随着我国电网技术的发展，电力变电站的数量不断增多，电力变压器的噪声现象日益突出，变压器是变电站内部主要设备，其噪声对变电站影响巨大，因此，有必要分析电力变压器振动噪聲产生的原因，探讨相应的噪声控制办法，采取切实有效的措施进行变压器噪声控制，以打造绿色、环保、节能的智能电网。

1 电力变压器振动与噪声产生的原因

噪声是因为不规则振动而产生的，在电力变压器的研究中，产生噪声的因素较多，包括变压器的负载量、变压器内部材料属性等[1]。根据电力变压器产生噪声的原因，可以将噪声分为不同类型，具体如下：

空气性噪声，这种噪声主要是变压器在振动过程中引起周围空气变化而产生的噪声，主要是因为空气本身没有稳定性，一旦受到变压器振动的干扰就容易产生不规则运动，从而产生空气噪声；

电磁性噪声，这种噪声主要是由于变压器运行过程中周围磁场波动等因素导致的变压器内部部件振动，由振动而产生的电磁性噪声；

机械性噪声，这种噪声产生的原因主要是由机械本身运行中内部部件或者结构摩擦、交变而引起的，在变压器运行中，由于冷却系统的运行会产生机械性噪声。另外，变压器自身也会产生一定的噪声，这种噪声主要由你内部原件铁心振动产生的，而且铁心振动以及绕组振动之间又存在着一定的联系，两者振动又会带来新的振动，各种振动又会引起油箱壁振动，最终该振动产生振波，由此引起噪声。

2 电力变压器振动的噪声控制措施

2.1 变压器本体噪声的抑制

引起变压器产生噪声的因素较多，其中本体噪声是主要的噪声来源之一，因此抑制本体噪声是降低变压器噪声的一种有效措施之一，具体可以通过以下方式：

在本体噪声中，铁心是主要的内部构建，通过变压器噪声产的原因和类型我们能够知道，在变压器内部铁心有着重要作用，但铁心也是引起噪声的主要部件之一，因此需要提高铁心硅钢片质量，因为质量的高低产生的振动也会不一样，质量越好振动频率越小，产生的噪音越小；

从源头出发，提高铁心硅钢片质量。硅钢片质量的优劣直接决定着变压器的最终运行效率，因此要从源头出发，对硅钢片的工艺进行优化调整，确保生产的硅钢片质量达标。尤其是在加工环节，硅钢片很容易受各种因素影响，如冲击力度、材料性能等，所以要提高加工工艺技术，优化加工流程，确保生产的硅钢片质量能够得到有效保障[2]。

对铁心磁通密度进行适当调整，由于磁通密度对铁心的运行效率会产生影响，所以通过改变磁通密度的系数也能够有效提高铁心的运行质量，降低振动噪声的发生，通常情况下磁通密度越高对铁心的运行越不利，因此在实际工作当中，要尽量通过技术手段来降低磁通的密度，当然，磁通密度需要控制在一定的范围之内，如果过低则会影响到铁心功能的发挥，根据数据统计显示，当磁通密度达到1.65米的时候铁心的运行效率最高，产生的噪声也最小，所以在降低的过程中要以这个数据为参考标准。

可以适当优化铁心接缝结构，因为接缝结构的多少会对磁通以及周围磁密产生影响，通常情况下接缝级数越少，产生的磁密就会越大，铁心的噪声就会提高，而接缝级数越多，铁心产生的噪声就越小，所以在工作当中，可以适当增加接缝结构级数，通过级数增多在达到有效降低噪声的作用。

制定科学的绕组数。绕组数的多少会影响到电磁力，电磁力的大小又会产生相应的绕组噪声，所以在设计绕组数的过程中，要尽量科学合理。

提高磁屏蔽的设计效率，因为在磁屏蔽中存在磁致伸缩，而磁致伸缩的状况又会产生噪声，而通过磁屏蔽结构的优化调整，能够有效提升磁致伸缩的效率，从而达到降低噪声的目的。

优化冷却系统，提高冷却系统运行效率，在变压器产生噪声的原因中，我们知道冷却系统是产生噪声的主要原因之一，冷却系统的结构以及运行效率决定着噪声的大小，所以在变压器冷却系统中，要尽量用自冷式变压器或者采用较低转速的冷却系统来降低系统的噪声。

2.2 传播途径抑制噪声

传播途径也是产生噪声的主要原因之一，因此在抑制噪声方面，可以通过传播途径的控制来达到预期目的。在变压器噪声传播的途径中，一种是通过内部构建而进行的噪声传播，属于固体传播；另外一种内部绝缘油振动而产生的噪声，属于液体传递途径，所以在抑制噪声的过程中，就可以这对这途径制定相应的措施，具体如下：

可以在关键部位增加隔振垫，尤其是在铁心垫脚部位，通过隔振垫来降低变压器内部构件之间的碰撞、摩擦。比如可以在下油箱与铁心之间增加隔振垫，以此来降低噪声。另外，隔振垫的质量也会影响到减振效果，所以在选择方面要以耐高温、稳定性好的材质为主。

增加吸声装置或者隔音装置。降低噪声的途径有两种，一种是从源头规避，一种是从途径规避，在噪声传播途径方面，可以通过增设隔音设备来降低噪声的影响力，削弱噪声的影响力度。比如，可以在油箱部位添加一些吸收噪音或者减弱噪音的隔音设备，如纤维玻璃、棉材料等，这样就对噪声的传播途径进行了有效控制，能够阻挡、削弱噪声的传播[3]。

另外在选择变压器内部油箱的过程中，可以选择一些本身具有消音功能的油箱，比如半消音油箱，这种油箱内部周围添加了一些能够吸收杂音的物质，如沙粒、玻璃等。这些物质对于缓冲噪声、吸收噪声、减弱噪声有很好的作用，这种方式也是一种比较好的控制噪音的措施。

2.3 变压器有源消声法

有源消声法是一种针对噪声而制定的消声措施，主要是在噪声源头附近安装一些相同噪声频率的发生体，让这些发声体产生的噪音与发生源产生的噪声频率一致，这样当源头的噪音向往传播时，发声体就会利用同频率的噪声对其进行干扰，使其产生的噪音对冲或者削弱，以此达到消声的目的。一般针对变压器产生的噪声，可以在其周围一米左右安放这种对冲设备。

在变压器的有源控制系统中，主要有两部分构成，一部分是控制器，一部分是传感作动传感器。两种控制部件都能够起到很好的控制噪音的作用。

2.4 变电站对噪声的抑制

在以上控制噪声的措施中，都是以制造方角度出发的，但是这些是变电站无法决定的，因此还需要从变电站自身出发制定一些降低噪声的措施，在无法改变压器内部结构的时候，变电站只能通过传播途径来控制噪声的传播，具体措施如下：

通过隔音室来减弱噪声的传播。由于变压器的噪声主要来源于变压器内部，其噪音传播主要以声音传播为主，所以可以采取建设隔音墙的方式来阻挡噪声。这种方式在实施过程中，需要根据变压器的位置、高低来建立对应的隔音墙，隔音墙的类型可以多种多样，要根据周围环境以及居民情况进行设计，比如可以建设一些绕行隔音墙，让声音通过隔音墙能够绕行到其他无人区域，或者通过绕行降低噪声的影响；当然，在建造过程中，要注意隔音墙的距离，不能过近也能够过远，远的化起不到抑制作用，近的化容易让墙体与声音产生共振，导致墙体的损毁。

通过建设隔音室来降低噪声传播。隔音室与隔音墙的原理类似，都是通过阻断传播途径来降低噪声的传播，只不过隔音室更为高级，在降音方面具有更好的效果。主要方式就是以變压器为主建立一个房子，将变压器置于室内，这样就形成一个完整的隔音室，能够起到有效阻隔声音外传的作用。在隔音室建设的过程中要考虑变压器的通风、散热问题[4]。

3 结束语

本文主要以电力变压器为主，分析了其产生噪声的原因以及影响因素，并针对影响因素提出了具体的应对措施。在措施方面，首先从源头出发以生产商的角度出发，制定了具体的消音措施，其次，从变电站出发，以噪音传播的途径为主，制定了两种具体的控制措施，当然，控制电力变压器噪音的措施还有很多，本文没有一一列举，电力变压站还需要根据具体情况制定相应的措施，做到具体问题具体分析，只有这样才能达到事半功倍的效果。

参考文献

[1] 樊小鹏，李丽.变电站噪声污染评价与控制技术现状与展望[J].电力科技与环保，2015，31（6）：4-7.

[2] 袁园.干涉消声技术在变电站噪声控制中的应用研究[J].陕西电力，2015，（12）：80-83.

[3] 陈锦栋，李明.220 kV 露天变电站的噪声污染及其控制简析[J].噪声与振动控制，2016，（05）：102-106.

[4] 谭闻，张小武.电力变压器噪声研究与控制[J].高压电器， 2016，（2）：70 -72.

作者简介

李东云（1973-），男，福建漳州人；学历：本科，现就职单位：国网福建省电力有限公司电力科学研究院，研究方向：电力环保工作。