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《電氣制造雜志》2014年第七期
1降低變壓器噪聲源的控制措施
(1)選用高導磁優質硅鋼片優質硅鋼片提高了結晶方位的完整度,其表面的特殊涂層增加了抗張力,從而降低了磁致伸縮率ε。在磁通密度為1.5T時,高晶粒取向硅鋼片的ε只有一般硅鋼片的60%。因此,在相同磁通密度下,優質硅鋼片的ε較小,產生的振動也相應較小,可降低噪聲2~4dB(A)。
(2)降低鐵心磁通密度換流變壓器本體噪聲主要發生源是鐵心的磁滯伸縮現象,因此要考慮增大鐵軛截面積以減小鐵軛中的磁通密度來降低噪聲。增大鐵軛截面積,在降低鐵軛磁通密度的同時,因末級鐵心片寬增大而增大了夾件與鐵軛的接觸面積,使得鐵軛受力均勻,能有效降噪2~5dB(A)。實踐證明,磁通密度每降低0.01T,可降低噪聲0.2dB(A),磁通密度由1.75T降到1.5T,則可降低噪聲5dB(A)。
(3)優化設計鐵心結構,采用合理的裝配工藝設計全斜6級階梯接縫疊積式鐵心結構,既保證了心柱和鐵軛交錯搭接,使磁通畸變減小,又保證了鐵心整體機械強度。實踐證明,保持磁密1.7T不變,全斜交錯接縫結構較傳統結構的本體噪聲低3~5dB(A)。綁扎鐵心疊片時要有適度而均勻的鐵心夾緊力,防止因鐵心受力不均勻而導致ε增大,這些措施能降低本體噪聲1~3dB(A)。鐵心疊裝、綁扎后,將特種環氧樹脂漆刷在硅鋼片邊緣刀口部位,以及臺階處的非切口平面部位。在鐵心硅鋼片邊緣刷漆后,可使硅鋼片邊緣粘在一起,降低了硅鋼片的磁致伸縮率ε,所以在特高壓換流變壓器運行時,不會使硅鋼片邊緣產生較大的振動。涂層厚度一般以50~100μm為宜,太薄降噪效果不明顯,太厚則影響鐵心散熱。(4)冷卻系統的降噪措施選用低噪聲風扇或冷卻器,并輔以減振及消聲裝置,能達到較好的噪聲控制效果。
2對換流變壓器噪聲傳播途徑采取的降噪控制措施
(1)抑制變壓器鐵心振動向油箱傳播為了達到降低噪聲的要求,產品設計時,在換流變器身下部與箱底之間裝有橡膠板,使剛性接觸變為彈性接觸,可有效緩沖換流變的震動。(2)抑制變壓器油箱產生的噪聲增加油箱強度,合理布置加強筋,采用合理的焊接工藝,盡量減小箱壁的焊接變形。當油箱采用槽式加強筋時,加強筋內可填充鐵砂、河沙或石棉板;油箱內壁設置橡膠板等。以上措施均能降低箱壁的振幅,降低噪聲。
3移動式BOX-IN降噪措施
結合換流站的實際情況,合理利用換流變兩側的防火墻加裝吸音材料,如同將換流變壓器整體封裝在盒子里(即稱BOX-IN結構),將會減弱從變壓器到周圍環境中的噪聲傳播。既最大限度地降低了噪聲,又降低了制造成本。
3.1移動式BOX-IN設計結構移動式BOX-IN的隔聲圍護結構,主要由兩大部分結構組成,一是與防火墻連接的固定結構部分,二是與換流變本體連接的移動結構部分。對于第二部分而言,移動式BOX-IN采用移動式和帶有通風散熱消聲器的隔聲罩把換流變壓器本體封閉起來,把冷卻設備及儲油柜放在隔聲罩外面,即BOX-IN頂部和正面部分是固定在換流變壓器上,隨換流變設備可以一起移動。為了減小隔聲室里的混響聲,在隔聲室里換流變兩側防火墻和閥廳側防火墻面貼上吸聲體。隔音墻安裝到變壓器上后對于防火墻和閥廳建筑必須保持密封。
3.2移動式BOX-IN的降噪效果移動式BOX-IN降噪方案的實現,對換流變壓器降噪措施實現標準化和產品化,提供了發展方向。通過理論聲學計算,并結合以往的超高壓±500kV換流站的噪聲測試數據和工程治理經驗,使用BOX-IN的整體降噪量大約為20dB,降噪效果相當顯著。圖1為換流變壓器BOX-IN結構圖;圖2為BOX-IN結構三維效果圖;圖3為BOX-IN結構換流站應用實例圖。
4結束語
為了有效降低換流變壓器噪聲,一方面從噪聲源出發,選用優質高導磁硅鋼片,在設計、工藝和安裝等諸多方面采取有效措施,盡量減少變壓器振動的產生,使噪聲得到控制;另一方面從噪聲的傳播途徑著手,采取切實可行的措施,使噪聲在傳播過程中得到衰減,從而達到降低噪聲的目的,滿足人們對變壓器噪聲的要求。
作者:齊桂芬張圓圓單位:保定天威保變電氣股份有限公司