1· 前言
    環(huán)氧澆注干式電力變壓器具有運(yùn)行安全可靠、無污染、免維護(hù)及可直接深入負(fù)載中心等優(yōu)點(diǎn)。近幾年，隨著社會的發(fā)展及城市供電負(fù)載的增長，其已成為我國變壓器行業(yè)的熱點(diǎn)產(chǎn)品， 被越來越多地使用在高層建筑、居民集中的住宅小區(qū)、賓館及商業(yè)中心等場所內(nèi)。但是隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，樹脂澆注干式變壓器的噪聲越來越受到人們的關(guān)注。
    本文中針對噪聲的表示方法及產(chǎn)生原因， 結(jié)合自行開發(fā)的環(huán)氧澆注變壓器在降噪方面的一些措施做了介紹。
    2 ·噪聲的表示方法
    2.1 客觀表示法
    所謂客觀表示法就是利用測試裝置在某特定地點(diǎn)所測得的聲學(xué)量級用來表示聲或噪聲強(qiáng)弱的方法,通常采用的表示方法為聲壓級和聲功率級。
    2.1.1 聲壓級Lp
    （1）聲壓是有聲波時媒質(zhì)的壓力與靜壓的差值，用A 計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測量時，聲壓級的符號用LpA表示，其單位為dB（A）。
    （2）干式變壓器聲壓級LpA的計(jì)算。
    LpA=38Bm+20lgM-56 （1）
    式中 Bm———鐵心中的磁通密度，T
    M———鐵心窗口寬度，mm
    2.1.2 聲功率級Lw
    （1）聲功率是單位時間內(nèi)通過某一面積的聲能,用A 計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測量時，聲壓級的符號用LwA表示，其單位為dB(A)。
    （2）干式變壓器聲功率級LwA的計(jì)算。
    
    式中 LwA———聲功率級噪聲值，dB（A）
    S0———基準(zhǔn)表面積，其值為 S0=1m2
    S=（HT+1）lm （3）
    式中 lm———距離變壓器噪聲主要輻射面 1m 遠(yuǎn)的規(guī)定輪廓線，m
    HT———包括變壓器底座裝置在內(nèi)的鐵心高度，m
    2.2 主觀表示法
    主觀表示法中用響度或響度級來表示聽者聲和噪聲的強(qiáng)弱, 兩者之前并沒有直接的聯(lián)系。響度級LN的無量綱單位為“方”（phon），響度N 的無量綱的單位是“宋”，在這里就不做詳細(xì)闡述了。
    3· 噪聲的產(chǎn)生及降低噪聲的措施
    環(huán)氧澆注干式變壓器的噪聲主要由鐵心產(chǎn)生，噪聲的增大原因與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、噪聲的傳播途徑、產(chǎn)品的運(yùn)行條件、負(fù)載性質(zhì)及安裝環(huán)境等因素有關(guān)。
    3.1 鐵心的振動
    鐵心硅鋼片的磁致伸縮是產(chǎn)生噪聲的主要原因。所謂硅鋼片的磁致伸縮就是當(dāng)鐵心勵磁時，沿磁力線方向硅鋼片的尺寸要增加， 而垂直于磁力線方向硅鋼片的尺寸要縮小。當(dāng)鐵心中磁密達(dá)到一定數(shù)值時, 每米長度下的硅鋼片磁致伸縮的尺寸一般為10-7m 到10-5m。磁致伸縮使得鐵心隨著勵磁頻率的變化而周期地振動。鐵心硅鋼片隨著勵磁的50Hz工頻電壓會發(fā)生100 次的磁致伸縮。在環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器鐵心的設(shè)計(jì)和加工過程中， 通常采用以下的方法來降低噪聲。
    3.1.1 采用磁致伸縮小的優(yōu)質(zhì)硅鋼
    磁致伸縮通常用ε 表示，它等于勵磁時硅鋼片片長的變化量Δl 與片長l 的比值，即ε=Δl/l。其大小與下述因素有關(guān)。
    （1）ε 大小取決于勵磁時硅鋼片中的轉(zhuǎn)動情況，而冷軋取向硅鋼片可使97%的硅鋼片中的晶粒有最佳方向，故而ε 值較小，有利于降低變壓器噪聲。
    （2）硅鋼片的含硅量高ε 則小，優(yōu)質(zhì)硅鋼片的含硅量較高。目前硅鋼片的含硅量大致在2%～3%，硅鋼片的含硅量超過3.5%， 硅鋼片就會變得很脆,難以加工。
    （3）ε 隨著鐵心溫度的升高而增大,所以要想降低變壓器噪聲, 鐵心溫度不可太高。
    （4）硅鋼片受到外力作用后,將會在硅鋼片中產(chǎn)生壓縮應(yīng)力和彎曲應(yīng)力等，它們會使ε 增大。硅鋼片在剪切時剪切力會使切口處的部分晶粒偏離最佳取向，ε 也會增大。所以鐵心在搬運(yùn)、疊積等工藝加工過程中要盡量避免硅鋼片受到外力作用(如摔打、碰撞等)。硅鋼片橫剪和縱剪時所用的刀具要經(jīng)常研磨。
    3.1.2 降低鐵心中的磁通密度B
    試驗(yàn)表明, 磁通密度B 在1.5T～1.8T 范圍內(nèi),如果鐵心中的磁通密度B 降低0.1T，鐵心的噪聲則可降低2dB（A）～3dB（A）。
    表1 給出了1 000kVA 環(huán)氧澆注干式變壓器通過降低磁密后的實(shí)測值。
    
    3.1.3 諧振對磁致伸縮的影響
    鐵心整體的固有振動頻率若接近鐵心硅鋼片磁致伸縮的基頻及其2 次、3 次、4 次高頻的頻帶范圍，將會發(fā)生諧振，從而使噪聲顯著增大。由于鐵心整體的固有振動頻率與鐵心的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)， 所以在進(jìn)行變壓器電磁計(jì)算時，應(yīng)合理地選擇鐵心的結(jié)構(gòu)，使其固有振動頻率盡量避開以下的頻帶范圍：75Hz～125Hz；175Hz～225Hz；275Hz～325Hz；375Hz～425Hz，即可以避免諧振的發(fā)生。
    3.1.4 鐵心采用步進(jìn)式多級接縫疊片方式
    
    3.1.5 鐵心綁扎
    心柱及鐵軛都用環(huán)氧玻璃絲粘帶綁扎牢固，可以有效地降低鐵心噪聲。
    3.1.6 減振措施
    在環(huán)氧樹脂干式變壓器夾件、底托與鐵心之間采用硬度較高及絕緣等級為F 級的硅膠板作絕緣，起到緩沖、減振的作用。
    表2 給出了兩臺容量1 000kVA 產(chǎn)品通過采用3.1.5 節(jié)和3.1.6 節(jié)的措施后所測出的噪聲值。
    
    3.2 繞組的振動
    負(fù)載時，由于負(fù)載電流產(chǎn)生的漏磁（特別是樹脂澆注干式變壓器的高壓繞組多采用多段圓筒式，橫向漏磁較大），將會引起繞組的振動致使繞組產(chǎn)生噪聲。為了減少繞組產(chǎn)生的振動，可以在繞組與鐵心之間加撐板。撐板與繞組高度等高，同時在低壓繞組和鐵心之間，高、低壓繞組與夾件中間采用硅膠棒、硅膠板來作定位，同時起到緩沖及減振的作用。
    3.3 鐵心多點(diǎn)接地
    變壓器鐵心多點(diǎn)接地或鐵心局部心片短路時，會使鐵心局部磁通疇變，引起變壓器噪聲明顯增大。這時只要將鐵心故障排除，變壓器噪聲就能降低。
    3.4 電網(wǎng)的電壓波動
    電網(wǎng)電壓過高時，鐵心還可能出現(xiàn)過勵磁。因過勵磁時噪聲增大較多，所以變壓器運(yùn)行時，應(yīng)隨電網(wǎng)電壓的變化而改變其分接檔位。部分地區(qū)電網(wǎng)電壓經(jīng)常偏高，這種情況只要調(diào)節(jié)分接電壓，就能降低產(chǎn)品噪聲。
    3.5 線路中的諧波
    變壓器帶有可控硅或晶閘管等整流裝置時，低壓側(cè)回路的電流和電壓含有大量的高次諧波， 尤其是三次諧波。該種情況下，必須采用Dyn11 接法的變壓器或在變壓器與可控硅裝置之間安裝隔離變壓器才能降低產(chǎn)品噪聲。
    3.6 線路負(fù)載不平衡
    變壓器三相負(fù)載嚴(yán)重不平衡時， 使得低壓側(cè)出現(xiàn)較大的零序電流，鐵心中產(chǎn)生較大的零序磁通。零序磁通是基波頻率的正弦波， 它的存在改變了各相磁通的大小和相位， 使得鐵心單相或兩相磁密嚴(yán)重升高或飽和，變壓器噪聲明顯增大。該種情況下采用Dyn11 接法的變壓器就能降低產(chǎn)品噪聲。
    4· 結(jié)論
    環(huán)氧澆注干式變壓器的噪聲主要由鐵心產(chǎn)生，噪聲的增大原因與產(chǎn)品的原材料、電磁設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及產(chǎn)品的運(yùn)行條件及安裝環(huán)境等因素有關(guān)。降低產(chǎn)品噪聲的措施必須考慮結(jié)合產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和實(shí)際的運(yùn)行狀況，同時兼顧經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行綜合考慮。