摘要：本文在分析大型電力變壓器鐵心噪音來(lái)源的基礎(chǔ)上，提出了具體的降低鐵心噪音的工藝措施，并針對(duì)不同措施分別說(shuō)明了其原理。
??????? 關(guān)鍵詞：電力變壓器? 鐵心噪音? 工藝措施
??????? The Depress Noise Technics of Large Power Transformer Core
??????? KANG Hong_biao, ZHANG Xian_guo, XU Chang_hua, LIU Chuan_yi, LI Chun_bo
??????? (Shandong Dachi Electric CO.,Ltd. Shandong Chengwu 274200)
??????? (Shenyang Airproof Transformer CO.,Ltd. Liaoning Shenyang 110180)
??????? Abstract: This paper analyses the source of the power transformer core noise, put forward some technics to depress the noise and explain the theory of those technics.
??????? Key words: power transformer, core noise, technics
??????? 目前我國(guó)用電負(fù)荷增長(zhǎng)較快且逐步集中，要求大型電力變壓器（本文指110kV及以上電壓等級(jí)的電力變壓器）深入負(fù)荷中心，以減小供電半徑，因此在住宅及公共場(chǎng)所已經(jīng)越來(lái)越多地使用大型電力變壓器。然而大型電力變壓器噪音普遍較高，對(duì)變電站周邊居民生活造成噪音干擾。因此降低大型電力變壓器噪音已成為供電部門、環(huán)保部門、大型電力變壓器制造廠家共同面對(duì)的技術(shù)課題。大型電力變壓器降噪工藝措施的是從變壓器本體內(nèi)部降低噪音，是解決電力變壓器噪音問(wèn)題的根本途徑。
??????? 一、變壓器鐵心噪音的來(lái)源：
??????? 變壓器噪音是由于鐵心、繞組、油箱（包括磁屏蔽）及冷卻裝置的振動(dòng)產(chǎn)生的，但鐵心噪音起主導(dǎo)作用且占主要部分。鐵心噪音與變壓器容量、硅鋼片性能、鐵心磁通密度等有關(guān)。首先，變壓器鐵心硅鋼片在工頻電壓作用下的磁致伸縮引起的鐵心振動(dòng)，這是變壓器噪音的主要來(lái)源。由于磁致伸縮的變化周期是電源頻率的半個(gè)周期，磁致伸縮引起的變壓器本體的振動(dòng)，是以兩倍的電源頻率為基頻率的，磁致伸縮率越大，則噪音就越大。硅鋼片的磁致伸縮與硅鋼片的材質(zhì)、表面的絕緣涂層、含硅量、磁密、磁力線與硅鋼片壓延方向的夾角、硅鋼片受到的機(jī)械應(yīng)力等因素有關(guān)。其次，硅鋼片接縫處和疊片間因磁通穿過(guò)片間而產(chǎn)生的電磁力引起的鐵心振動(dòng)；因漏磁通在繞組導(dǎo)體間產(chǎn)生的電磁力引起的繞組振動(dòng)；漏磁通引起的油箱壁的振動(dòng)也是電力變壓器噪音的主要來(lái)源。另外，當(dāng)變壓器的鐵心、繞組、油箱及其他結(jié)構(gòu)件機(jī)械振動(dòng)的固有頻率接近或等于硅鋼片的磁致伸縮振動(dòng)的基頻（2倍工頻）及其正數(shù)倍（對(duì)于50Hz工頻電源，系指100Hz、200Hz、300Hz、400Hz等）時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生諧振，使變壓器噪音顯著增加。
??????? 大型電力變壓器鐵心結(jié)構(gòu)與其噪音有直接關(guān)系，如與心柱和鐵軛直徑、鐵心窗高、鐵心窗口寬度、鐵心質(zhì)量等有關(guān)。鐵心質(zhì)量每降低，噪音可降低；統(tǒng)計(jì)顯示鐵心窗高與鐵心直徑的比值（hw/Φd）每減小10%，變壓器噪音就要降低2-3 dB。因此變壓器制造廠家根據(jù)長(zhǎng)期的統(tǒng)計(jì)分析和總結(jié)，在不考慮任何降噪措施情況下，提出了其變壓器本體的噪音計(jì)算公式：
??????? LP1=33+G/3+18 /D+20(Bm-1.7)+β
??????? 式中：G --鐵心重量（t）
????????????? H0 --鐵心窗高（cm）
????????????? D --鐵心直徑（cm）
????????????? Bm --鐵心磁密（T）
????????????? β--修正系數(shù)，與鐵心重量有關(guān)（dB），可查下圖表。
??????? 圖1 鐵心重量與修正系數(shù)β關(guān)系與
??????? Fig.1? Relation between core weights and correction factor β
??????????? 變壓器設(shè)計(jì)完后，其鐵心結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、重量、磁通密度等參數(shù)確定，變壓器噪音可以計(jì)算確定。如果噪音超出用戶技術(shù)要求，應(yīng)采取相應(yīng)工藝技術(shù)措施。
??????? 二、大型電力變壓器降低鐵心噪音的工藝措施：
??????? 降低大型電力變壓器噪音的措施很多，例如采用磁致伸縮小的高導(dǎo)磁硅鋼片硅鋼片，能顯著降低噪音；配備先進(jìn)的生產(chǎn)加工設(shè)備，在提高效率的同時(shí)減少對(duì)硅鋼片的操作磨損，也能降低噪音，但這些措施需要大量增加成本。在不增加成本的前提下，通過(guò)采用先進(jìn)工藝技術(shù)降低大型電力變壓器噪音，是解決問(wèn)題的有效途徑。主要有以下措施：
??????? 1、采用全斜接縫和多級(jí)步進(jìn)（一般采用五級(jí)步進(jìn)）的鐵心疊片技術(shù)。該工藝技術(shù)在中小型變壓器中得到廣泛采用，隨著大型電力變壓器噪音要求的提高，近年來(lái)逐步在大型電力變壓器制造工藝中推廣。三相三柱的全斜接縫五級(jí)步進(jìn)疊片的變壓器鐵心結(jié)構(gòu)如下圖2：
??????? 圖2：三柱的全斜接縫五級(jí)步進(jìn)疊片的變壓器鐵心結(jié)構(gòu)
??????? Fig.2? The three post transformer core diagram of diaqonal junctare and five ladder
??????? 全斜接縫的鐵心技術(shù)是上世紀(jì)90年代后期發(fā)展推廣的一種新型工藝技術(shù)，該技術(shù)根據(jù)鐵心中磁力線的走向，特別在鐵心四角采用斜線，使磁通所受阻力減小，降低鐵心損耗和噪音。由于磁力線與冷軋硅鋼片的壓延方向的夾角α對(duì)磁致伸縮有直接影響，硅鋼片制造廠家的試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)50?≤α≤60?時(shí)，磁致伸縮最小。因結(jié)構(gòu)限制，變壓器鐵心全斜接縫一般為45?。