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德州信平电子有限公司

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信平电子变压器:干式变压器运行噪声的原因及分析

2018-09-07 10:12:00 德州信平电子有限公司 阅读

随着电力工业的快速发展,各种变压器的使用越来越广,其中干式配电变压器的使用尤为显著,因其安全、阻燃、易维护等特点,该产品被大量使用在商品房建筑里,因其铁心裸露在空气中,易带来的问题就是噪音。变压器噪声是变压器运行时的固有特性,国家相关标准对其有严格的声级限值规定,但随着用户环保意识的提高,反映变压器现场噪音偏大的投诉也逐渐增多,并且反映的噪音水平也往往比工厂出厂测试数据偏大不少,本人根据一些现场处理经验,分析有以下原因,以供参考以供互相学习。

二、变压器运行维护的检查

1、 电压问题

原因:电压高,会使变压器过励磁,响声增大且尖锐,直接严重影响变压器的噪音。

判断方法:先看看低压输出电压,不能看低压柜上的电压表,该电压表只起指示作用,应该采用较为准确的万用表进行测量。

解决方法:现在城市里的10kV电压普遍偏高,根据低压侧输出电压,这时应该把分接档放在适合档位。在保证低压供电质量的前提下,尽量把高压分接向上调(低压输出电压降低),以此消除变压器的过励磁现象,同时降低变压器的噪音。

2、风机、外壳、其他零部件的共振问题

原因:风机、外壳、其他零部件的共振将会产生噪音,一般会误认为是变压器的噪音。

判断方法:1)外壳:用手按一下外壳铝板(或钢板),看噪音是否变化,如发生变化就说明,外壳在共振。

2)风机:用干燥的长木棍顶一下每个风机的外壳,看噪音是否变化,如发生变化就说明,风机在共振。

3)其他零部件:用干燥的长木棍顶一下变压器每个零部件(如:轮子、风机支架等),看噪音是否变化,如发生变化就说明零部件在共振。

解决方法:1)看外壳铝板(或钢板)是否松动,有可能安装时踩变形,需要紧一下外壳的螺丝,将外壳的铝板固定好,对变形的部分进行校正。

2)看风机是否松动,需要紧一下风机的紧固螺栓,在风机和风机支架之间垫一小块胶皮,可以解决风机振动问题。

3)如变压器零部件松动,则需要固定。

3、安装的问题

原因:安装不好会加剧变压器振动,放大变压器的噪音。

判断方法:1)变压器基础不牢固或不平整(一个角悬空),或者底板太薄。

2)用槽钢把变压器架起来,会增加噪音。

解决方法:1)由安装单位对原安装方式进行改造。

2)变压器小车下面加防震胶垫,可解决部分噪音。

4、安装环境的影响

原因:运行环境影响变压器的噪音,环境不利使变压器噪音增大3dB~7dB。

判断方法:1)变压器室很大又很空旷,没有其他设备,有回音。

2)变压器离墙太近,不到1米。变压器放在拐角处,墙面反射噪音与变压器噪音叠加,使噪音增大。

3)原先使用油变,换干变以后会影响变压器的噪音。原因是,原油变室比较狭小,又有一个漏油室和一个漏油孔,变压器就像放在一个音箱上。

解决方法:室内可适当加装一些吸音材料。

5、母线桥架振动的问题

原因:由于并排母线有大电流通过,因漏磁场使母线产生振动。母线桥架的振动将严重影响变压器的噪音,使变压器的噪音增大15dB以上,比较难判断,一般用户和安装单位会误认为是变压器的噪音。

判断方法:1)噪音随负荷大小变化而变化。

2)用木棍用力顶母线桥架,如果噪音发生变化就认为是母线桥架在共振。

3)母线在桥架内振动,用木棍顶没有用。需要打开母线桥架盖板,检查母线是否固定好。

解决方法:1)主要是破坏母线桥架共振的条件,紧或者是松吊杆螺丝。

2)打开母线桥架盖板,将母线固定好。

3)低压出线采用软连接。

4)请母线桥架的生产厂家来解决。

6、变压器铁芯自身共振

原因:硅钢片接缝处和叠片之间存在因漏磁而产生的电磁吸引力。

判断方法:1)变压器噪音偏大,正常噪音中夹杂着其他噪音。

2)变压器噪音成波浪状。

解决方法:1)紧变压器上的螺丝,包括夹件两头螺丝、穿心螺丝、垫块压钉螺丝。

2)在变压器小车下面加防震胶垫,可解决部分噪音。

7、变压器线圈自身共振

原因:当绕组中有负载电流通过时,负载电流产生的漏磁引起绕组的振动

判断方法:1)变压器噪音偏大,噪音较为低沉。

2)当变压器的负荷达到一定时,开始出现噪音,有时会出现时有时无现象。

解决方法:1)将垫块压钉螺丝全部紧一遍,增加线圈的轴向压紧力。

2)将垫块压钉螺丝全部松掉,把出线铜排和零线铜排上的螺栓全部松掉,将低压线圈晃一晃,将高压线圈平移3~5毫米,再将所有的螺栓拧紧。

8、负荷性质的问题

原因:使变压器的电压波形发生畸变(如谐振现象),产生噪音。

判断方法:1)噪音中除变压器本身的噪音之外,还夹杂着“咯咯、咯咯”的噪音。

2)在运行过程中,会瞬时出现变压器噪声急剧变大的情况,不久又恢复正常。

3)检查负荷中是否带有整流设备及变频设备。

解决方法:用户可考虑加装减小谐波的装置。

9、变压器缺相的问题

原因:变压器不能正常励磁,产生噪音。

解决方法:1)变压器停电,检查电源是否缺一相电;

2)检查变压器高压保险丝是否熔断一相;

10、接触不良的问题

原因:一是由于高压柜内接触不良造成。二是刀闸没有合到位

判断方法:变压器发出断断续续不正常的噪音。

解决方法:1)检查高压柜的触头和熔断器以及整个高压回路。

2)请高压柜厂家的人来检查。

11、悬浮电位的问题

原因:变压器的夹件槽钢、压钉螺栓、拉板等零部件都喷了蓝色漆,各零部件接触不是很好,在漏磁场的作用下各零部件之间产生悬浮电位放电发出响声。

判断方法:悬浮电位放电发出很轻微“吱吱、吱吱”的响声,仔细听才能听见,用户往往误认为是变压器高压或低压在放电。

解决方法:1)这种放电不会对变压器正常运行造成影响。

2)可以在停电检修时将接触不好的地方的漆刮掉,让变压器各零部件接触良好。

12、低压线路发生接地或出现短路

当低压线路发生接地或出现短路事故时,变压器就发出轰轰的声音;短路点距离变压器越近声音越明显;如果短路点靠近变压器,变压器将发出声又大又明显。

13、变压器相互比较 一般认为不同厂家的变压器、不同型号的变压器、不同的使用环境,安装不当都会使变压器的噪音都不一样。

14、对干变的认识的问题

原因:有一些用户以前用过油变,对油变的认识比较深,初次接触干式变压器,认为干变的噪音和油变的噪音应该一样,

解决方法:其实油变的噪音也很大,只是里面装满了油,外面在加一层密封的铁壳,声音传不出来。干变的铁芯露在外面,有一点声音就会传出来。噪音是变压器的固有特性,噪音的大小不会影响变压器的质量。

三、从变压器的声音判断故障及解决方法

1、缺相时的响声 当变压器发生缺相时,若第二相不通,送上第二相仍无声,送上第三相时才有响声;如果第三相不通,响声不发生变化,和二相时一样。发生缺相的原因大致有三方面:①电源缺一相电;②变压器高压保险丝熔断一相;③变压器由于运输不慎,加上高压引线较细,造成振动断线(但未接地)。

2、调压分接开关不到位或接触不良 当变压器投入运行时,若分接开关不到位,将发出较大的“啾啾”响声,严重时造成高压熔丝熔断;如果分接开关接触不良,就会产生轻微的“吱吱”火花放电声,一旦负荷加大,就有可能烧坏分接开关的触头。遇到这种情况,要及时停电修理。

3、掉入异物和穿心螺杆松动 当变压器夹紧铁心的穿心螺杆松动,铁心上遗留有螺帽零件或变压器中掉入小金属物件时,变压器将发出“叮叮当当”的敲击声或“呼…呼…”的吹风声以及“吱啦吱啦”的像磁铁吸动小垫片的响声,而变压器的电压、电流和温度却正常。这类情况一般不影响变压器的正常运行,可等到停电时进行处理。

4、变压器高压套管脏污和裂损 当变压器的高压套管脏污,表面釉质脱落或裂损时,会发生表面闪络,听到“嘶嘶”或“哧哧”的响声,晚上可以看到火花。

5、变压器的铁心接地断线 当变压器的铁心接地断线时,变压器将产生“哔剥哔剥”的轻微放电声。6、内部放电 送电时听到“噼啪噼啦”的清脆击铁声,则是导电引线通过空气对变压器外壳的放电声;如果听到通过液体沉闷的“噼啪”声,则是导体通过变压器油面对外壳的放电声。如属绝缘距离不够,则应停电吊心检查,加强绝缘或增设绝缘隔板。

7、外部线路断线或短路 当线路在导线的连接处或T接处发生断线,在刮风时时接时断,接触时发生弧光或火花,这时变压器就发出像青蛙的“唧哇唧哇”的叫声;当低压线路发生接地或出现短路事故时,变压器就发出“轰轰”的声音;如果短路点较近,变压器将发出像老虎的吼叫声。

8、变压器过负荷 当变压器过负荷严重时,就发出低沉的如重载飞机的“嗡嗡”声。

9、电压过高 当电源电压过高时,会使变压器过励磁,响声增大且尖锐。 (10)绕组发生短路 当变压器绕组发生层间或匝间短路而烧坏时,变压器会发出“咕嘟咕嘟”的开水沸腾声。 变压器发生的异常响声因素很多,故障部位也不尽相同,只有不断地积累经验,才能作出准确判断。

四、从变压器外部结构引起的噪音及解决方法

(1)干式变压器一般都带有风机冷却系统,干式变压器的异常噪音,也常常是风机系统的故障所引起的。风机主要有以下三类故障现象:

①风机投入使用时发出“噼里啪啦”金属撞击的声音。这是风机里面有异物,这时需要对异物进行清理。

②风机刚启动时就发出摩擦的声音且持续不断,这是风机本身的质量问题了,必须更换风机,保障风机系统的正常运行。

(2)防护等级为IP20或IP40 的变压器,它带有外壳装置,这外壳也会是变压器噪音的来源,变压器在运行中会产生震动,如果外壳没有固定好,就会引起外壳的震动,从而产生噪音,所以装置外壳时,最好在外壳与地面和外壳与变压器底座之间加胶垫,以减弱震动声的传播。

(3)进入电房后,在变压器的某方向能听到时高时低的“嗡嗡”响声,这是变压器震动产生的声波经过墙壁的反射产生叠加的结果,这种情况比较特殊,跟电房空间和变压器放置位置有关,这时可调整变压器的位置来降低响声,也可以在电房内墙壁适当加装一些吸音材料。

(4)变压器安装位置地板或支架不好会加剧变压器振动,增大变压器的噪音。有些变压器放置的地面不结实,这时你会发现地面会震动,站到旁边会感觉到震动,严重的会看到地面有裂痕,如果是这样就要对变压器的放置位置加固,这样才能降低噪音。

五、从变压器设计控制方法

变压器本身的铁心发出过大的声响,这是变压器最主要的噪音来源,干变铁心所用的材料目前来看主要还是硅钢片,硅钢片型号不同,质量也不同,铁心在导磁过程中会引起硅钢片的磁致伸缩。所谓硅钢片的磁致伸缩就是当铁心励磁时,沿磁力线方向硅钢片的尺寸要增加,而垂直于磁力线方向硅钢片的尺寸要缩小。

当铁心中磁通密度达到一定数值时,每米长度下的硅钢片磁致伸缩的尺寸一般为10 -7 ~10 -5 mm。磁致伸缩使得铁心随着励磁频率的变化而周期地振动。铁心硅钢片随着励磁的工频电压会发生100次的磁致伸缩。所以减小因硅钢片磁致伸缩而引起的噪声的方法有:

1、使用优质硅钢片。优质硅钢片的含硅量较高,具有较好的磁致伸缩,磁致伸缩通常用ε 表示,它等于励磁时硅钢片片长的变化量与片长的比值:ε =ΔL/L。ε 大小取决于励磁时硅钢片中的转动情况,而冷轧取向硅钢片可使97%的硅钢片中的晶粒有最佳方向,故而ε 值较小,有利于降低变压器噪声。

2、降低铁心的磁通密度B。实验表明,一般磁通密度B在1.5~1.8T 范围内,如果铁心中的磁通密度B降低0.1T,铁心的噪声可降低2~3 个dB(W),不过这样会增加变压器制造成本。

3、改变结构。目前多数用的铁心是叠片式的,搭接部位不好也会增加铁心的噪音,而最新研制的立体型干式变压器改变了传统的平面结构,这种铁心采用三相对称立体式结构,采用卷绕方式没有了搭接,使三相铁心磁路对称,三相电压完全平衡,励磁电流空载损耗显著降低,从而使运行噪声更低。

六、加强变压器在运行中的日常维护

1、加强对变压器日常巡查,一旦发现异常,及时进行检修,保证变压器正常运行。

2、经常观察温控器的温度显示变化,观察三相温度是否平衡,如发现某一相的温度显示异常,变压器的温升不正常,要及时查明原因。

3、加强对变压器定期检查,检查的项目有:

①检查所有紧固连接件是否有松动;

②检查分接档的连接片是否有松动;

③检查风机,温度控制器装置及其它辅助器件能否正常运行;

④检查外壳、铁芯一点接地是否良好的接地;

⑤清洁变压器上的灰尘及赃物;

⑥及时更换老化的胶垫,防止因胶垫老化而引起的噪音。

七、结束语

干式变压器的噪声主要由铁心产生,噪声大产生的原因与产品的铁心原材料、电磁设计、结构设计、产品的运行条件、负载情况、安装环境等因素有关。所以要根据用户对变压器噪声的要求,采用相应的噪声控制措施,能有效地满足关于噪声的技术要求,增加产品的技术含量,提高变压器的设计和制造工艺水平,保证产品使用环境。

从目前来看,SCB11型或NX-1能效型变压器的噪音均可达到要求水平,立体三角卷铁心干式变压器噪声则更低,更加适应社会的发展的需要。


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