干式变压器噪声分析及控制研究

程林　郭伟+李洪伟

摘 要：随着人们环境意识的提高和环保部门对各类噪声的限制，特别是近年来由于城市的不断扩大和城区电网改造的需求，变压器噪声污染对环境的影响不容忽视。该文对干式变压器产生噪声的原因进行分析，并对如何控制噪声进行探讨。

关键词：干式变压器 噪声 原因 控制措施

中图分类号：TM412 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（a）-0139-01

1 干式变压器的噪声及其标准

人们常说的干式变压器是指通以空气等气体作为冷却介质的变压器，这类变压器可靠性较高，维修起来也较为简单，因此普遍运用在现代的大中型电力系统建设中。

干式变压器绝缘性较好，能有效防潮，并且方便管理和修复，这都是干式变压器相比于其他变压器的优势所在。但与此同时，干式变压器在运作过程中也会出现较为严重的噪声现象，给人们的正常生活带来了较多不便。任何干式变压器在使用过程中都会存在噪声问题，这不可避免，基于此，干式变压器在运行时产生的噪声大小已经成为了衡量干式变压器性能和质量的重要指标之一。我国已经制定了相关标准来严格限制干式变压器运行时产生噪声的范围，并对干式变压器的噪声大小做出了相关规定。《中华人民共和国环境噪声污染防治法》第61条规定，受到环境噪声污染危害的单位和个人，有权要求加害人排除危害；造成损失的，依法赔偿损失。

2 干式变压器噪声产生的原因

2.1 硅钢片伸缩引起的噪声

干式变压器的铁心是用硅钢片制成的，硅钢片容易受到交变磁场的影响，其大小会随着磁场的变化发生相应的改变。根据电学知识我们可以知道，变压器器身、线圈振动主要有以下几方面原因：当绕组中有负载电流通过时，负载电流产生漏磁；线圈绕制不紧凑；线圈和铁心之间固定不牢固；高压产品的绝缘处理不当，引起噪声工作回路中含有谐波含量、直流分量；器身间紧固件的刚性接触；变压器外部金属（导磁的）结构件固定不牢固等，导致硅钢片独自规律的振动但是整体产生不规律的振动，进而产生噪声。

2.2 漏磁引起的绕组振动噪声

正常工作时，干式变压器中的绕组线圈会有电流通过，环形的线圈会产生不封闭的磁场，当出现漏磁时，会影响干式变压器硅钢片的振动而产生噪声，漏磁现象产生的噪声一般不是特别明显。

2.3 电磁作用引起的铁心噪声

干式变压器在运行时产生的磁场将干式变压器包围在其中，磁场的强度会在硅钢片中产生作用力，使铁心振动产生噪声。

2.4 冷却装置引发的噪声

干式变压器一般运行的时间都比较长，所以一般变压器都会自带冷却装置，以减缓干式变压器长时间运转产生的热量。当变压器产生过多的热量时，冷却装置会对其进行强行冷却，在这一过程中，冷却装置的运转也是会发生噪声的。再有，冷却装置本身的振动会干扰干式变压器的磁场造成磁场不稳定，又会引发以上三种噪声。

2.5 电网电压引起干式变压器噪声

变压器的主要作用是通过装置内部一个回行线路来改变输出电压，但通常在实际运行中，由于客观原因的限制，会出现电力不稳定等因素的影响，电压在传输的过程中会出现不稳定的波动，在高电压的作用下磁场密度增大，导致硅钢片振动的幅度增大，噪声增大。

2.6 变压器三相负载不平衡引发的噪声

干式变压器产生噪声还有个原因是出现零序电流。零序电流的出现是因为干式变压器的三相负载不平衡而呈现非周期性的变化，当某一时刻出现零序电流时，变压器铁心处产生零序磁通，而磁通的归零又会使得铁心磁通饱和然后产生噪声。

2.7 短路引发的噪声

变压器出现短路情况是比较危险的，铁心未与地面接触导致放电现象发生。放电的过程中就会产生微弱的噪声，所以变压器一定要有一点与大地接触。另一方面，当变压器多点和地面接触时，铁心局部短路会使铁心内部形成回路，影响磁场，变压器内部绕组间的电阻增大，导致在同等电压下产生的电流过小，这时干式变压器同样会因为磁场紊乱而导致硅钢片的不规律振动导致噪声的出现。

3 干式变压器噪声现象的应对措施

3.1 使用优质的铁心材料

干式变压器产生噪声的主要原因是因为铁心材料硅钢片的振动，为降低变压器的噪声，在设计时可以选用好的硅钢片或磁滞伸缩小、噪声低的优质高导磁硅钢片，这种硅钢片由于受特殊处理不易受到磁场的干扰，可以有效降低因为硅钢片的不规则振动而产生的噪声。

3.2 合理设计干式变压器参数

干式变压器器产生噪声的大小一定程度上是跟电磁量的大小相关联的，电磁量大，对铁心的干扰就大，电磁量小，干扰就小。所以通过改变电磁量的大小也能合理的控制噪声。铁心的尺寸越大，通过其本身的电磁量就大，因此合理的设计干式变压器参数也是控制噪声值得考虑的一种方法。干式变压器按相数可分为单相变压器和三相变压器，按容量来说我国现在变压器的额定容量是3kVA，5kVA，10kVA，15kVA，20kVA，25kVA，30kVA，40kVA，50kVA，80kVA，100kVA，125kVA，160kVA，200kVA，250kVA，315kVA，400kVA，500kVA，630kVA，800kVA，1 000kVA，1 250kVA，1 600kVA，2 000kVA，2 500kVA，3 150kVA，4 000kVA，5 000kVA，在实际使用中要根据实际需要选择合适相数合适容量的变压器。

3.3 冷却设备降低噪声的措施

上述提到，冷却设备也能引起噪声的产生，那么通过对冷却装置进行改装也可以减少噪声的产生。

3.4 器身结构设计改善噪声的措施

产品在结构设计时可以采取有效的措施来降低噪声。

（1） 器身垫块与线圈间，铁心与支架间增加硅橡胶等弹性材料，消除结构间的相互影响；

（2）低压线圈与铁心、高压线圈之间分别打入撑板等绝缘件进行撑紧，将低压线圈与铁心、高压线圈固定牢固，减少运行时的振动，进一步降低变压器噪声。详见图1。

3.5 辅助改善噪声措施

将干式变压器分离人们的生活，单独存放。另外，在其周围放置一些隔声材料。在保证生活质量的前提下，生活中尽量不使用高电压或者少使用高电压，以减少磁干扰。尽量购买质量好的变压器，这样在使用过程中就会避免或者减少问题的出现。

4 结语

干式变压器噪声是一个长久的问题，这个问题一直困绕着电力系统方面的技术人员，在现代化的社会中，几乎任何电子产品都需要使用变压器，因此，关于变压产生噪声的问题就显得格外重要。如何解决这一问题，不但是我国相关技术人员需要研究的问题，同时也是电力行业一直需要面对与挑战的的问题，值得引起人们足够的重视。

参考文献

[1] 汪海涛.小区干式变压器振动特性及整体隔振研究[D].成都：西南交通大学，2012.

[2] 李冰，胡国清.降低变压器噪声的措施初探[J].变压器，2004（8）.

[3] 张晓龙.干式变压器隔声罩消声器研制[D].昆明：昆明理工大学，2008.

[4] 邓珺，杨向宇，龙巍.变压器的降噪技术[J].变压器，2009（3）.