长圆线圈干式变压器噪声超标的分析与处理（图）-第2页-北极星输配电网

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3 噪声超标案例介绍

某公司一台SCB10-1000/10变压器实验过程中出现了噪声超标的问题，产品主要要结构及相关参数如下：变压器容量1000kVA，额定电压10/0.4kV，短路阻抗百分比6%。高压绕组为铜线绕制，分段层式，整体浇注，低压线圈为铜箔绕制，采用内外绕包DMD预浸料高温固化、线圈两端树脂流平端封处理。线圈采用长圆形结构，总高660mm。铁心采用五级步进、两片一叠、45度全斜接缝，铁心窗高740mm，中心距560mm，所用硅钢片牌号为30Z120，设计磁密1.62T，采用穿心螺杆的方式夹紧。

试验情况如下：产品在空载状况下(电压达到额定值，铁心充分励磁)一切正常，无明显噪声，在负载损耗测试过程中，当高压施加电流达到52A时(此时低压电流约为1300A),现场变压器出现了明显异常的噪声，通过现场测试，噪声达到了70dB，并且噪声为持续、稳定的“嗡嗡”声。停电后检查铁心器身各部位撑紧、夹紧、压紧的状况良好，无螺栓松动、线圈移位情况。风机未启动。

4 原因分析

4.1 干式变压器噪声产生的原因

声音是由震动所产生的，运行中的干式变压器噪声主要来源于三个方面：

① 硅钢片磁滞伸缩引起铁心片震动产生的噪声：铁芯励磁时，在交变磁场作用

下，硅钢片的尺寸会发生微小的变化，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尺寸要缩小，这种尺寸变化称为磁致伸缩。产生磁致伸缩时，硅钢片的尺寸会在励磁作用下产生微小的、有规律的变化，从而引起片间震动甚至引起铁心整体的震动，从而产生噪声。可以说磁致伸缩引起的噪声是干式变压器噪声最主要的来源。影响其大小的因素主要有以下方面：首先是硅钢片材质的好坏、铁心片加工控制以及叠片工艺性能优劣，其次，运行中铁心磁密以及励磁电流谐波分量有关，最后，和铁心整体绑扎、刷漆等措施也有一定关系。②绕组及其他部位未绕紧或撑紧，在漏磁场作用下引起震动从而产生噪声。③风机产生的噪声。

4.2试品噪声超标原因分析

该试品所使用的原材料及叠片工艺、绑扎方式、刷漆工艺等与我厂批量生产的产品并无二致，之前并未出现此类异常。同时，产品设计磁密并不高，铁心体积也比较小，最为重要的是，变压器在空载满励磁状态下并未出现噪声异常，综合以上分析，可以初步排除铁心因素。进一步分析，空载损耗实验和负载损耗实验最根本的区别是流过绕组的电流大小不同，负载状态下的额定电流远远大于空载电流。变压器在负载状态下噪声异常增大，可以基本判定变压器噪声产生的原因是绕组等载流部件在较大的负载电流产生的漏磁场作用下产生了震动，进而引起噪声异常。为确定上述分析，实验人员在绕组通电状态下(低电压、大电流)，试着用手感触了线圈各部位震动情况，事实证明：低压线圈内侧有明显的震动。

进一步分析，该变压器线圈为长圆形结构。由于线圈中有一段直线部分在绕制过程中不易绕紧，因此，最终绕制成的长圆形线圈，其直线部分往往是带有一定弧形的。如果绕制人员控制不好，该偏差可能会比较大，如图2所示。此外，

图2 绕制成的长圆箔绕线圈外形

该低压绕组采用不浇注亦不浸漆的工艺，使得这一生产缺陷无法得到弥补，造成箔式绕组层间存在间隙。同时，通过进一步分析，该变压器线圈与铁心之间的撑紧结构已存在一定缺陷。在载流状态下，铜箔便在周期性改变方向的漏磁场作用下产生震动，情况严重时将产生异常噪声。

为进一步分析箔绕变压器在负载状态下绕组在漏磁场中的受力情况，笔者利用有限元分析软件对该试品进行了建模分析。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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