山東特變電力設(shè)備有限公司
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隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展,各種變壓器的使用越來越廣,其中10kV干式電力變壓器的使用尤為顯著,因其安全、阻燃、易維護等特點,該產(chǎn)品被大量使用在商品房建筑里,因其鐵心裸露在空氣中,易帶來的問題就是噪音,這將給居民帶來嚴重的困擾。
隨著人們環(huán)保意識的增強,變壓器的噪聲問題已受到電力部門和變壓器制造廠以及用戶共同關(guān)注的焦點,在近年的農(nóng)村電網(wǎng)改造中,電力部門對變壓器噪聲水平提出了新的控制要求。
我們長期負責(zé)公司的配變電力變壓器產(chǎn)品的檢測及售后服務(wù)工作,積累了一些10kV干式電力變莊器的相關(guān)運行噪音實踐經(jīng)驗,本文就10kV干式變壓器的運行噪音作一些討論,以供互相學(xué)習(xí)。
2、產(chǎn)生噪音的種類及解決方法
2.1、變壓器本體的噪音種類及解決方法
(1)變壓器發(fā)出刺耳的“電機”聲,這是由于變壓器缺相或超負載運行引起的。此時應(yīng)立即采取措施,首先檢查電源轉(zhuǎn)換開關(guān)顯示是否缺一相電,如果是停電檢查變壓器高壓保險絲是否熔斷一相,然后測量變壓器是否完好。如果是超負載運行,那么應(yīng)先查看用電表,看過負載多少,然后降低到合適負載。
(2)變壓器周圍某方向出現(xiàn)“當當”的細微異常聲,這是變壓器由于長期運行震動中,使某些緊固部件松動而引起的聲響,因此解決的方法應(yīng)停電檢查緊固件,把有松動的螺絲擰緊。
(3)變壓器鐵心周圍某方向出現(xiàn)不均勻的勵磁聲,這是由于變壓器三相負載不平衡引起的,三相負載不平衡會使二次側(cè)出現(xiàn)較大的零序電流,使鐵心中產(chǎn)生較大的零序磁通,所以鐵心會出現(xiàn)不均勻的勵磁聲,此時應(yīng)調(diào)節(jié)三相用電,盡量保持相對平衡。
(4)變壓器出現(xiàn)“劈啪”放電聲,應(yīng)對方法是關(guān)閉電房燈,在較暗的電房里觀察放電部位,一般有兩個地方:一是線圈高低壓之間放電,如果是說明高低壓之間的絕緣筒老化被擊穿了。
此時應(yīng)停電檢查,更換絕緣筒或者修補放電部位的絕緣,二是線圈上下端面對夾件放電,如果是說明線圈絕緣老化或者有導(dǎo)電雜物掉到那里,此時應(yīng)停電檢查,線圈絕緣老化的需更換變壓器,有導(dǎo)電雜物的及時清理掉就可。
(5)變壓器本身的鐵心發(fā)出過大的聲響,這是變壓器最主要的噪音來源,干變鐵心所用的材料目前來看主要還是硅鋼片,硅鋼片型號不同,質(zhì)量也不同,鐵心在導(dǎo)磁過程中會引起硅鋼片的磁致伸縮。所謂硅鋼片的磁致伸縮就是當鐵心勵磁時,沿磁力線方向硅鋼片的尺寸要增加,而垂直于磁力線方向硅鋼片的尺寸要縮小。
當鐵心中磁通密度達到一定數(shù)值時,每米長度下的硅鋼片磁致伸縮的尺寸一般為10 -7 ~10 -5 mm。磁致伸縮使得鐵心隨著勵磁頻率的變化而周期地振動。鐵心硅鋼片隨著勵磁的工頻電壓會發(fā)生100次的磁致伸縮。所以減小因硅鋼片磁致伸縮而引起的噪聲的方法有:
①使用優(yōu)質(zhì)硅鋼片。優(yōu)質(zhì)硅鋼片的含硅量較高,具有較好的磁致伸縮,磁致伸縮通常用ε 表示,它等于勵磁時硅鋼片片長的變化量與片長的比值:ε =ΔL/L。ε 大小取決于勵磁時硅鋼片中的轉(zhuǎn)動情況,而冷軋取向硅鋼片可使97%的硅鋼片中的晶粒有最佳方向,故而ε 值較小,有利于降低變壓器噪聲。
②降低鐵心的磁通密度B。實驗表明,一般磁通密度B在1.5-1.8T 范圍內(nèi),如果鐵心中的磁通密度B降低0.1T,鐵心的噪聲可降低2 -3 個dB(W),不過這樣會增加變壓器制造成本。
③改變結(jié)構(gòu)。目前多數(shù)用的鐵心是疊片式的,搭接部位不好也會增加鐵心的噪音,而最新研制的立體型干式變壓器改變了傳統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu),這種鐵心采用三相對稱立體式結(jié)構(gòu),采用卷繞方式?jīng)]有了搭接,使三相鐵心磁路對稱,三相電壓完全平衡,勵磁電流空載損耗顯著降低,從而使運行噪聲更低。
2.2、變壓器外部結(jié)構(gòu)引起的噪音及解決方法
(1)干式變壓器一般都帶有風(fēng)機冷卻系統(tǒng),干式變壓器的異常噪音,也常常是風(fēng)機系統(tǒng)的故障所引起的。風(fēng)機主要有以下三類故障現(xiàn)象:
①風(fēng)機投入使用時發(fā)出“噼里啪啦”金屬撞擊的聲音。這是風(fēng)機里面有異物,這時需要對異物進行清理。
②風(fēng)機剛啟動時就發(fā)出摩擦的聲音且持續(xù)不斷,這是風(fēng)機本身的質(zhì)量問題了,必須更換風(fēng)機,保障風(fēng)機系統(tǒng)的正常運行。
(2)防護等級為IP20 的變壓器,它帶有外殼裝置,這外殼也會是變壓器噪音的來源,變壓器在運行中會產(chǎn)生震動,如果外殼沒有固定好,就會引起外殼的震動,從而產(chǎn)生噪音,所以裝置外殼時,最好在外殼與地面和外殼與變壓器底座之間加膠墊,以減弱震動聲的傳播。
(3)進入電房后,在變壓器的某方向能聽到時高時低的“嗡嗡”響聲,這是變壓器震動產(chǎn)生的聲波經(jīng)過墻壁的反射產(chǎn)生疊加的結(jié)果,這種情況比較特殊,跟電房空間和變壓器放置位置有關(guān),這時可調(diào)整變壓器的位置來降低響聲,也可以在電房內(nèi)墻壁適當加裝一些吸音材料。
(4)變壓器安裝位置地板或支架不好會加劇變壓器振動,增大變壓器的噪音。有些變壓器放置的地面不結(jié)實,這時你會發(fā)現(xiàn)地面會震動,站到旁邊會感覺到震動,嚴重的會看到地面有裂痕,如果是這樣就要對變壓器的放置位置加固,這樣才能降低噪音。
3、加強變壓器在運行中的日常維護
(1)加強對變壓器日常巡查,一旦發(fā)現(xiàn)異常,及時進行檢修,保證變壓器正常運行。
(2)經(jīng)常觀察溫控器的溫度顯示變化,觀察三相溫度是否平衡,如發(fā)現(xiàn)某一相的溫度顯示異常,變壓器的溫升不正常,要及時查明原因。
(3)加強對變壓器定期檢查,檢查的項目有:
①檢查所有緊固連接件是否有松動;
②檢查分接檔的連接片是否有松動;
③檢查風(fēng)機,溫度控制器裝置及其它輔助器件能否正常運行;
④檢查外殼、鐵芯一點接地是否良好的接地;
⑤清潔變壓器上的灰塵及贓物;
⑥及時更換老化的膠墊,防止因膠墊老化而引起的噪音。
4、結(jié)語
10kV 干式變壓器的噪聲主要由鐵心產(chǎn)生,噪聲大產(chǎn)生的原因與產(chǎn)品的鐵心原材料、電磁設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、產(chǎn)品的運行條件、負載情況、安裝環(huán)境等因素有關(guān)。