干式变压器噪声分析及控制研究

摘 要：当今社会人们的衣食住行都离不开电力系统，人们在用电的同时，电力系统采用可持续发展装置的提议逐渐走进人们的视野，干式变压器因耗能低、安全可靠、操作简单等特点被大量采用，文章针对干式变压器噪声产生的原因和控制噪声产生的措施进行了着重分析。

关键词：干式变压器；噪声；原因；噪声控制

引言：干式变压器在电力系统中被大量采用，尤其是在6-35KV的电力系统中，干式变压器具有防潮[1]，易维修等多个特点，但干式变压器在使用的同时也存在一定的不足之处，在对环境要求逐渐增加的现代社会，干式变压器运行过程中产生的噪音无疑是人们所关心的重要事情，怎么有效的控制和减小干式变压器的噪声问题是本文主要的探讨问题。

一、干式变压器的噪声及其标准

干式变压器在运行时都会产生噪声，噪声是它本身固有的性质，所以干式变压器产生噪声的强度也成了衡量干式变压器质量的指标之一。我国为了规范干式变压器行业制定了专门的标准，该标准对干式变压器产生的声压级做出了具体的规定限制。另外为了控制人民生活环境中噪声的污染，国标GB3096-2008《声环境质量标准》做出了严格规定。干式变压器的生产厂商为了控制噪声的产生采用了各种方法，虽然效果都不十分理想，但是在一定程度上降低了噪声。

二、干式变压器噪声产生的原因

干式变压器噪声包括变压器在正常工作状态运行和故障状态运行时产生的噪音。但这两方面产生的原因有很大区别。

1.硅钢片伸缩引起的噪音

干式变压器的铁心为硅钢片，在交变磁场的作用下，硅钢片的大小会发生相应的伸缩变化。当磁场消失后，变压器铁心会恢复到原来的大小，总所周知，在交流电压下磁场的方向会发生变化，导致变压器铁心在一个交变周期内发生两次的形状变化。另外又因为，铁心的振动是由铁磁材料通磁导致硅钢片伸缩引起的，它的形状变化呈不规则性，并且每片硅钢片的形状大小变化发生的时间不同，所以每片硅钢片的变化必会影响其它硅钢片的形状变化，硅钢片的不规律变化会形成噪声，且这种噪声包括基频和高次谐波两种波形。

2.漏磁引起的绕组振动噪声

干式变压器正常工作时，会有负载电流通过绕组线圈，当出现漏磁状况时将引起干式变压器绕组的振动产生噪音。这种噪声的强度和硅钢片磁致伸缩引起的噪声相比一般很小，且噪声一般断断续续，较为低沉。

3.电磁作用引起的铁心噪声

由于磁力作用而使干式变压器铁心硅钢片之间产生引力，引发硅钢片铁心的振动，进而产生噪声。但随着技术的发展，铁芯硅钢片之间的叠加方式逐渐变为阶梯式，这种叠加方式使硅钢片之间缝隙处的引力减小，引起的噪声变小。

4.冷却装置引发的噪声

干式变压器长时间运行会产生较多的热量，所以一般会采用冷却设备对变压器进行强制冷却，但干式变压器的冷却设备在运行的过程中也会产生噪声。冷却设备的噪声也是由于运行时振动引起的。首先，干式变压器的振动会通过变压器和冷却设备的连接处传递给冷却设备。其次，冷却设备运行频率较高，冷却设备自身的振动也会产生噪声。

以上是干式变压器正常运行时产生噪声的原因和噪声来源，但有时干式变压器可能会发出异常噪声，这时的噪声可能不止局限于以上的噪音来源，例如当外部电力不稳时，用电设备超负荷运行等也会引发干式变压器产生噪声。

5.电网电压引起干式变压器噪声

变压器的作用是改变传输的电压值，但由于电力系统不稳定会是电压在传输的过程中出现大范围波动，当电压值较高时经过变压器的磁场密度增大，提高干式变压器的噪声。

6.变压器三相负载不平衡引发的噪音

当变压器三相负载不平衡时，低压侧会出现零序电流，该电流随着负载不平衡的程度变化。零序电流的存在会使干式变压器铁心处产生零序磁通，改磁通会改变正常磁通的大小和相位，使得铁心磁通饱和继而产生噪声。

7.短路引发的噪音

变压器铁心与大地不接触会导致放电现象发生，所以铁心必须有一点和大地接触，但是假如由于某种原因导致铁心多点和大地接触就会形成回路，另外铁心局部短路时也会形成回路，回路的形成会使通过铁心的电磁发生变化继而引发噪声。

三、干式变压器噪声的改善措施

干式变压器在工作状态中，产生的噪声会对人造成伤害，研究表明长期生活在噪声环境中的人神经系统会受到一定的伤害。干式变压器产生的噪声易使人暴躁，失眠，尤其是高频噪声甚至会影响人的内分泌。所以降低干式变压器的噪声是电力系统技术人员需要解决的问题。

1.使用优质的铁心材料

在其它条件相同的情况下，选择质量优异的高导磁硅钢片，可以减小铁心硅钢片的形状变化，是降低干式变压器噪声的可靠方法之一。制造变压器铁心时，硅钢片可以经过退火处理冷轧等工艺，另外在铁心外部喷涂环氧类或聚酯类有机涂层，也可以降低干式变压器产生的噪音。值得注意的是在硅钢片生产过程中，应防止过大的撞击。

2.合理设计干式变压器参数

铁心的尺寸大，通过铁心的电磁量就会增加，相应的变压器噪声也会增大；铁心与低压绕组间的缝隙也是噪声产生的原因，生产过程中可以通过添加某些绝缘层，将其隔离，也会降低噪音。改进铁心的设计方式，设计出可以使硅钢片之间磁通量分布均匀的铁心，降低硅钢片之间的引力，继而减小噪音。

设计干式变压器的过程中也要注意变压器各个部件之间的配合，在满足干式变压器散热的条件下，尽量使各部件配合紧密，避免因为振动引起组件产生噪音。

3.冷却设备降低噪音的措施

根据冷却系统产生噪音的原因，我们在选择冷却设备时要购买高质量，自身转动噪音小的设备，另外在冷却设备和变压器连接处添加弹性胶垫。

4.辅助改善噪音措施

（1）干式变压器设立单独的房间，并且在变压器室内喷涂一些可以吸附声音的涂料。

（2）在保障供电质量的条件下，尽量降低低压输出电压，减小干式变压器的过励磁产生，降低噪音。

（3）建议用户安装减小谐波的装置。

三、结论

干式变压器噪声一直是困扰电力系统技术人员的难题，目前人们对生活质量的要求越来越高，降低噪声污染是环境保护的重要部分，综合考虑各项因素，降低干式变压器噪音需要专业技术人员的长期努力。

参考文献：

[1] 李嘉华.干式变压器噪声分析与控制[J].机械与电子，2012，27：140

[2] 钟佩莲，李拓.干式变压器噪声分析及控制[J].机电工程技术，2010，39，08：166-168

[3]季青.变压器噪声分析及改善措施[J].农业装备技术，2010，36（3）：47-48

[4]冯宝才，王晓光.降低干式变压器噪声的措施[J].电气制造，2011，03：64-65