電力變壓器的噪聲由多方面因素構(gòu)成,與變壓器鐵芯和線圈的振動(dòng)息息相關(guān),另外也會(huì)受外殼、散熱器或附件等次級振動(dòng)源的影響,雖然變壓器的最終實(shí)現(xiàn)噪聲輻射是由次級振動(dòng)源引起的,但對主振動(dòng)源的研究方法有利于幫助工程師們在最終設(shè)計(jì)方案中進(jìn)行有效的噪聲優(yōu)化。
變壓器線圈是除鐵芯外的主要噪聲源,本文對其進(jìn)行了先進(jìn)的振動(dòng)聲學(xué)模型分析。通電后,變壓器線圈中的負(fù)載電流可以產(chǎn)生電磁力,電磁力在線圈中同時(shí)能夠作用于軸向和徑向,從而產(chǎn)生諧波振動(dòng),且基本諧波是振動(dòng)頻譜資源主要組成。
本文將變壓器線圈分別置于空氣和油中,對變壓器線圈在這兩種情況下的振動(dòng)進(jìn)行了測試和分析。實(shí)測結(jié)果可為數(shù)值模型的驗(yàn)證提供有價(jià)值的輸入,為模型參數(shù)的修正和優(yōu)化提供便利。
對于用戶來說,變壓器應(yīng)該在電力系統(tǒng)中盡可能無損地轉(zhuǎn)換電能。但在現(xiàn)實(shí)中,變壓器在能量轉(zhuǎn)換過程中往往伴隨著許多副作用,降低了設(shè)備的能效。環(huán)境影響是目前影響能源效率的主要因素之一。
眾所周知,變壓器在工作時(shí)發(fā)出嗡嗡聲,這主要是由于鐵心和線圈中的物理現(xiàn)象造成的。電力變壓器在電網(wǎng)中運(yùn)行時(shí)有負(fù)荷運(yùn)行和空載運(yùn)行兩種運(yùn)行狀態(tài)。電力變壓器的噪音主要是由磁致伸縮引起,而線圈在負(fù)載時(shí)的振動(dòng)是主要原因。
變壓器的負(fù)載噪聲和空載噪聲都是諧波噪聲,但其頻譜和主頻不同,后續(xù)運(yùn)行方式也不同。
在大多數(shù)情況下,變壓器的有源部分浸入油中,噪聲輻射最終來自變壓器油箱。如果罐體的機(jī)械設(shè)計(jì)不合適,就會(huì)引起局部結(jié)構(gòu)共振,從而產(chǎn)生更大的噪聲。因此,有必要對噪聲源和振動(dòng)源進(jìn)行可靠的識別,并通過優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)來改善噪聲輻射。
本文對變壓器線圈的三維振動(dòng)進(jìn)行了測試和分析,并給出了其徑向振動(dòng)數(shù)據(jù)。