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改进型低噪声变压器设计实例

2019-10-09任淑影

中国新技术新产品 2019年13期
关键词:低噪声变压器

任淑影

摘  要:该文简单介绍了噪声污染和低噪声变压器的产生背景,噪声污染危害人类社会及公共安全。随着人们环保意识的提高和国家对环保问题的重视,噪声污染已成为一个亟待解决的问题。针对该公司低噪声变压器,结合该厂实际加工生产工艺,对设计过程中采取的一系列具体措施进行分别叙述;最后跟踪试验产品的试验结果并归纳总结,为以后制作同类型产品积累经验数据。

关键词:低噪声;变压器;改进实例

中图分类号:TM401            文献标志码:A

0 引言

噪声污染已成为一个亟待解决的问题,各种电力设备也都进行了噪声控制技术改进。变压器噪声与其他电气性能和机械性能一样,都是变压器的重要技术参数。尤其国网、南网等用户对此项性能指标要求也越来越苛刻。变压器噪声水平的高低,成为衡量变压器生产厂家设计和制造水平的重要指标。一般对于变压器噪声水平要求都不大于60 dB。为了满足用户需求,2012年,该公司针对南网贵州一批产品,依据该公司多年制造电力变压器的经验,在此基础上采取了一些改进措施,包括降低磁密、选用低噪声风机、对铁心叠片各夹持件的结构改进等,取得了较好的效果。

1 我公司改进型低噪声变压器具体措施

1.1 产品基本信息

产品型号:SSZ11-40000/110

额定容量:40 000 kVA

电压比:110±8×1.25%/10.5 kV

联结组别:YNd11

短路阻抗:10.5%

冷却方式:ONAN

噪声水平:55 dB

1.2 具体措施

1.2.1 采用合适的磁密

变压器噪声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。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,由于磁滞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,但变压器铁心噪声反而会增大。所以不能一味降低磁密减小噪声,在该次改进中,结合合同产品本身具体要求,采用软件进行了模拟仿真,我们选择了合适的磁密。

1.2.2 采用HI-B高取向的高导磁硅钢片

这种材质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“ε”,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 dB~4 dB(A)。

1.2.3 严格控制加工工艺

由于高导磁硅钢片本身的材质较好,因此任何外界的不规范的操作对铁心片质量的影响都很大。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程度,一次不规范的起吊和搬运,对变压器噪声的影响在1 dB~1.5 dB。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。叠完后的铁心叠片四角采用涂漆固化工艺,降低片与片间震动造成的噪声。

1.2.4 采取措施减少铁心叠片松动形成的噪声

在叠片撑紧处采用多级垫块、层压木夹件绝缘以及二合一枕木等,可以增大各夹持件与叠片的接触面,形成稳固的支撑,减少叠片松动形成的噪声。具体如下:1)铁轭采用聚酯打包带绑扎,每窗口左右各两道,注意躲开夹件绝缘的支撑部分。2)旁螺杆处枕木采用二合一结构,如图1(a)所示。即2个旁螺杆共用一个枕木,两级一台阶。在设计过程中,注意整体的垫块与铁心尖角相碰处去角。3)垫脚处铁心垫块,增加撑紧级数,原则上两级一台阶。加工时严格保证加工精度,以保证每档铁心都被撑得很紧,如图1(b)所示。4)在撑板下方增加支撑垫块撑紧铁心,两级一台阶,如图1(c)所示。5)将夹件绝缘由纸板黏垫块结构改为整体层压木带铣槽结构。改进后的结构强度优于原结构,对铁心叠片的夹持更紧。为了可靠夹紧铁轭,需将夹件绝缘延伸至心柱边缘拉板上方。6)对于D型轭铁心建议将吊轴移至轭中心线处,加长拉板及拉板绝缘。

1.2.5 油箱灌沙降噪,阻隔噪声传递

在油箱箱壁焊装槽型加强铁,在加强铁中灌滿干净的河沙,用盖板将端口封好。还有一种油箱降噪方式,是在油箱外壁焊接固定板,将岩棉固定在固定板上,再用盖板封好。相比较前一种灌沙方法比较简单易操作,所以我们选择了前者。

1.2.6 铁心垫脚与箱底间放置复合垫板

该复合垫板由橡胶板和绝缘纸板构成。橡胶板可以缓冲压力,减小噪声,绝缘纸板隔绝垫脚与箱底,避免铁心多点接地,影响变压器安全性能。

1.2.7 采用低噪声风机

这也是影响变压器噪声的一个很重要因素,由于噪声越低风机成本就越高,兼顾经济性选用合适的低噪声风机即可。

2 试验结果及分析

通过采用以上改进措施,取得了较好的效果,试验结果见表1。

影响变压器噪声的主要因素在铁心、绕组、冷却器风机等,该公司针对这几大部分分别采取不同的改进措施,选取合适的铁心磁密,更优质的硅钢片材料,多级木垫块结构,低噪声风机以及合理的油箱结构等,通过对以上5台产品的追踪,最终的噪声水平控制在55 dB以下,原来公司SSZ11-40000/110产品制作完成后噪声水平均在62 dB左右,经过采取以上措施后,完全可以满足市场用户的需求。

3 结语

由于每个公司的加工制造工艺设计水平都有所不同,在控制变压器噪声的过程中,要结合自己公司的实际生产加工工艺,选取合适的经验数据,像磁密的选择,是否采用不叠上铁轭工艺等。采取以上措施可以有效降低变压器噪声,可能会因公司不同有所差异。

参考文献

[1]谢毓城.电力变压器手册[M].北京:机械工业出版社,2003.

[2]崔贵峰.35kV 干式变压器的常见故障及对策分析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(6):7.

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