Шум від трансформатора: причини, вимірювання, фактори та методи зменшення - Знання

Шум трансформатораце те, з чим часто доводиться мати справу інженерам і керівникам об’єктів, особливо на підстанціях, промислових підприємствах, комерційних будівлях, проектах з відновлюваної енергетики та інших об’єктах розподілу електроенергії. Звичний низький дзижчання може здатися нешкідливим, але якщо трансформатор встановлено поблизу офісів, житлових районів, лікарень чи інших шумо{1}}чутливих місць, навіть помірне підвищення рівня шуму може стати справжньою проблемою.

Отже, дешум трансформаторанасправді походить з? І що можна зробити, щоб його зменшити?

Відповідь не обмежуєтьсясердечник трансформатора. Вібрація сердечника, обмотки, резервуари, вентилятори охолодження, масляні насоси, структурний резонанс і навіть те, як звук поширюється крізь будівлю, — все це може відігравати певну роль. На практиці контроль над шумом трансформатора означає розгляд усієї системи, а не зосередження лише на одному компоненті.

Шум трансформатора в основному походить з двох областей:корпус трансформатора та його охолоджувальне обладнання. Для типового трансформатора, що працює в нормальних умовах,магнітний сердечникє одним з найважливіших джерел шуму. Однак на більших трансформаторах із примусовим охолодженням вентилятори та масляні насоси також можуть створювати чимало шуму.

Найбільш впізнаваним звуком трансформатора є рівне дзижчання або дзижчанняядро.

Коли змінний струм протікає через обмотки трансформатора, він створює змінний магнітний потік всередині сердечника. У міру зміни магнітного поля листи кремнієвої сталі в сердечнику зазнають надзвичайно незначних змін у розмірах. Цей ефект називаєтьсямагнітострикція.

Рух невеликий, але він повторюється і може спричинити вібрацію ядра. Ці вібрації поширюються через затискачі сердечника, структурні компоненти, резервуар та інші частини трансформатора. Згодом вібруючі поверхні випромінюють звук у навколишнє повітря.

обмоткитакож може сприяти шуму трансформатора. Електромагнітні сили діють на обмотки під час роботи і можуть викликати механічну вібрацію. Якщо структурний компонент ослаблений або має погану підтримку, він може ще більше вібрувати та посилювати вихідний звук.

Іншими словами, шум, який ви чуєте за межами трансформатора, може виникати не лише від одного компонента. Кілька невеликих джерел вібрації можуть поєднуватися і робити загальний звук набагато помітнішим.

Холодильне обладнанняє ще одним важливим джерелом шуму, особливо на великих масляних{0}}трансформаторах.

Залежно від конструкції трансформатора охолодження може включати вентилятори, радіатори, масляні насоси або комбінацію цих компонентів. Вентилятори охолодження створюють аеродинамічний шум під час обертання лопатей і переміщення повітря. Двигуни та підшипники можуть створювати додаткову механічну вібрацію.

Масляні насоси створюють власний механічний і гідравлічний шум, коли вони циркулюють ізоляційне масло через систему охолодження.

Для трансформатора з природним охолодженням ці джерела зазвичай обмежені. Проте для трансформатора з примусовим-повітряним або примусовим-масляним охолодженням система охолодження може стати значною частиною загального рівня шуму.

Шум трансформатора не просто поширюється від джерела прямо в навколишнє повітря. Є кілька можливих шляхів.

Механічна вібрація може передаватись від сердечника та обмоток до затискачів, бака, радіаторів, фундаменту та з’єднаних конструкцій. Коли ці компоненти починають вібрувати, вони можуть діяти як поверхні,-що випромінюють звук.

Існує також повітряний шум від охолоджуючих вентиляторів, насосів та іншого зовнішнього обладнання. Потрапляючи в навколишній простір, звук може відбиватися від стін, підлоги, стелі, будівель та інших твердих поверхонь.

Ось чому контроль шуму іноді може бути трохи складним. Трансформатор може мати прийнятний рівень шуму під час випробувань у контрольованих умовах, але звучати значно голосніше після встановлення в певній будівлі чи підстанції.

Практичний спосіб поглянути на проблему:

Джерело шуму → структурна передача → звукове випромінювання → навколишнє середовище

Кожен етап має значення.

Перш ніж спробувати зменшити шум трансформатора, інженерам потрібні надійні вимірювання. Різні акустичні параметри описують різні аспекти звуку, тому вибір правильного методу вимірювання є важливим.

Рівень звукового тиску (SPL)описує зміни тиску повітря, спричинені звуком у певній точці вимірювання. Зазвичай він виражається в децибелах або дБ.

Важливо пам’ятати, що звуковий тиск залежить від місця вимірювання. Перемістіть мікрофон далі від трансформатора, і виміряне значення зазвичай зміниться. Стіни, відображення, фоновий шум і навколишнє середовище також можуть вплинути на результат.

Інтенсивність звуку означає кількість акустичної енергії, що проходить через одиницю площі.

Вимірювання інтенсивності звуку може бути корисним, коли інженерам потрібно знайти окремі джерела шуму. Наприклад, вони можуть допомогти визначити, чи походить більшість шуму від бака трансформатора, вентиляторів охолодження чи іншого компонента.

Це робить інтенсивність звуку особливо корисною під час усунення несправностей трансформатора з несподівано високим шумом.

Рівень звукової потужностіявляє собою загальну акустичну енергію, випромінювану трансформатором.

На відміну від рівня звукового тиску, потужність звуку менше залежить від відстані між трансформатором і вимірювальним обладнанням. Це робить його корисним під час порівняння різних трансформаторів або встановлення характеристик шуму обладнання.

Для виробників і покупців звукова потужність може забезпечити більш узгоджений спосіб опису фактичної акустичної потужності трансформатора.

Не всі звуки однаково сприймаються людським вухом.

Низькочастотний-звук і-високочастотний звук можуть мати однаковий фізичний рівень звукового тиску, але можуть не звучати однаково голосно для людини, яка стоїть поруч. Ось дерівні криві гучностістати корисним.

Вони описують, як людський слух реагує на різні частоти. Це має значення для шуму трансформатора, оскільки шум трансформатора часто містить відносно сильні низько-частотні компоненти.

Отже, вимірювання звуку - це одне. Розуміння того, як люди насправді сприймають цей звук, — це інше.

The-зважений метод, виражений у дБ(А), регулює вимірювання звуку відповідно до частотної характеристики людського слуху.

Ось чому обмеження шуму для електричного обладнання та оцінки шуму навколишнього середовища часто визначаються дБ(А). Трансформатор може мати відносно сильну низько-частотну складову, але A-зважений результат більше враховує частоти, до яких людина більш чутлива.

Тому під час оцінки шуму трансформатора в фактичній установці корисно розуміти як необроблені акустичні характеристики, так і A-зважений рівень шуму.

Немає однієї причини, чому один трансформатор працює тихіше іншого. Матеріал сердечника, щільність магнітного потоку, структура сердечника, якість виготовлення, механічна конструкція, умови експлуатації та резонанс – усе це може мати значення.

Магнітострикціяє однією з основних причин шуму сердечника трансформатора.

Оскільки магнітний потік змінюється всередині сердечника, листи кремнієвої сталі зазнають незначних змін у розмірах. Ці зміни відбуваються постійно під час роботи змінного струму та викликають механічну вібрацію.

Величина магнітострикції залежить від властивостей електротехнічної сталі, напрямку матеріалу, щільності магнітного потоку і умов експлуатації.

Використання високо{0}}якісної електротехнічної сталі з відповідними магнітними характеристиками може допомогти зменшити вібрацію сердечника. Конструкція трансформатора також повинна підтримувати щільність магнітного потоку в межах призначеного робочого діапазону. Якщо на ядро надто сильно натискати магнітом, шум може збільшитися разом з іншими небажаними ефектами.

Конструкція сердечника безпосередньо впливає на шум трансформатора.

Геометрія серцевини, конструкція з’єднання, затискні механізми та спосіб розподілу магнітних сил впливають на вібрацію. Правильно сконструйоване ядро допомагає тримати механічний рух під контролем.

Сучасні конструкції трансформаторів часто використовують оптимізованіstep-lap coreсуглоби та покращені структурні упорядкування. Ці підходи можуть допомогти зменшити втрати в сердечнику та вібрацію.

Справа не тільки в самому матеріалі. Не менш важливе значення має те, як цей матеріал розроблено та зібрано.

Якість виготовлення може напрочуд значно вплинути на шум трансформатора.

Погане укладання шарів, неправильне вирівнювання з’єднань, надмірне механічне навантаження або недостатнє затискання можуть спричинити вібрацію серцевини більше, ніж очікувалося.

Тому процес складання потребує ретельного контролю. З основними ламінаціями слід поводитися належним чином, з’єднання мають бути точно вирівняні, а тиск затиску має бути встановлено правильно.

Занадто слабкий затиск може призвести до небажаного руху. Занадто сильне затискання також не обов’язково краще, оскільки надмірне механічне навантаження також може вплинути на вібраційні характеристики сердечника.

Резонанс може значно погіршити керовану вібрацію.

Кожен структурний компонент має власні частоти. Якщо частота збудження, створювана трансформатором, наближається до однієї з цих власних частот, вібрація може різко зрости.

Трансформаторні баки, радіатори, хомути, фундаменти та інші деталі конструкції можуть мати різні резонансні характеристики. Після виникнення резонансу навіть відносно невелика сила збудження може створити набагато більший вібраційний відгук.

Хороший структурний дизайн, відповідне демпфування та віброізоляція можуть допомогти тримати резонанс під контролем.

Зменшення шуму трансформатора зазвичай працює найкраще, коли використовуються кілька методів разом. Інженери можуть почати з джерела шуму, потім контролювати структурну вібрацію і, нарешті, мати справу з передачею звуку через навколишнє середовище.

Перший підхід полягає в зменшенні вібрації від самого трансформатора.

Шум сердечника можна зменшити за допомогою відповідної електротехнічної сталі, оптимізованої конструкції сердечника, точного складання та належного механічного затискання.

Також важливо підтримувати трансформатор у межах заданої щільності магнітного потоку. Високо-якісне виготовлення допомагає запобігти ослабленню шарів, поганим з’єднанням та іншим умовам, які можуть посилити вібрацію.

Для виробників трансформаторів це означає, що контроль шуму починається задовго до того, як трансформатор досягне місця встановлення.

Бак трансформатора може стати напрочуд ефективною поверхнею-випромінювання звуку через його відносно велику площу.

Посилення резервуара, оптимізовані конструкції панелей, покращені механічні з’єднання та вібро{0}}матеріали можуть зменшити кількість звуку, який випромінює резервуар.

Також може допомогти віброізоляція між трансформатором і його фундаментом. Гнучкі з’єднання можуть бути корисними там, де механічна вібрація може поширюватися на сусідні конструкції.

Не слід ігнорувати системи охолодження, особливо на великих силових трансформаторах.

Низько{0}}шумні вентилятори охолодження, оптимізована конструкція лопатей, відповідна швидкість вентилятора та-ізоляція від вібрації — усе це може допомогти зменшити шум вентилятора.

Технічне обслуговування також має значення. Пошкоджена або незбалансована лопатка вентилятора, зношений підшипник або погано відрегульований двигун можуть створювати набагато більше вібрації, ніж належним чином обслуговуваний вентилятор.

Трансформатори з природним охолодженням, як правило, мають менше джерел механічного шуму, оскільки вони не покладаються на охолоджуючі вентилятори чи масляні насоси.

Однак конструкція радіатора та жорсткість конструкції все ще мають значення. Правильно розроблені радіатори можуть допомогти обмежити вібрацію та непотрібне звукове випромінювання, зберігаючи ефективне розсіювання тепла.

Для систем примусового-охолодження масла вибір малошумних масляних насосів є важливою частиною контролю шуму трансформатора.

Слід враховувати двигун насоса, підшипники, шлях потоку масла та центрування установки. Регулярне обслуговування також може запобігти аномальній вібрації, спричиненій зносом компонентів або поганими умовами експлуатації.

Іноді сам трансформатор вже досить тихий, але середовище встановлення робить шум більш помітним.

У цих випадках на шляху розповсюдження можна додати звукоізоляцію. Акустичні бар'єри, звукоізоляційні стіни, трансформаторні кожухи та спеціально сконструйовані трансформаторні приміщення можуть переривати пряму передачу звуку.

Є одна важлива заковика: акустична конструкція має забезпечувати достатню вентиляцію та відведення тепла. Повністю закритий трансформатор може бути тихішим, але якщо його ефективність охолодження страждає, це створює набагато більшу проблему.

Зниження шуму може включати віброізоляцію, акустичне поглинання, демпферні конструкції та інші заходи, призначені для зменшення звуку до того, як він досягне чутливих зон.

Анти{0}}вібраційні прокладки можуть обмежити передачу вібрації через фундамент. Гнучкі з'єднання можуть зменшити передачу механічної вібрації на з'єднані конструкції. Звуко{3}}поглинальні матеріали можуть зменшити відбитий повітряний шум у трансформаторних приміщеннях.

Для підстанцій, розташованих поблизу житлових будинків, офісів, лікарень, шкіл або інших зон-чутливих до шуму, ці заходи в ідеалі слід розглянути на етапі проектування.

Спроба вирішити проблему шуму після встановлення трансформатора зазвичай складніша-і часто дорожча.

Шум трансформаторапоходить від більш ніж знайомого дзижчання магнітного сердечника. Магнітострикція, вібрація обмотки, вентилятори охолодження, масляні насоси, структурні компоненти та резонанс можуть сприяти кінцевому рівню шуму. Навколишнє середовище та спосіб поширення вібрації через установку можуть ще більше ускладнити ситуацію.

Для виробників трансформаторів, таких якТрансформатор Yawei, ефективний контроль шуму починається з основ: відповідної електротехнічної сталі, оптимізованої конструкції сердечника, точного складання, надійної механічної конструкції та добре-продуманого охолоджувального обладнання.

Звідси такі методи монтажу, як віброізоляція, звукоізоляція, акустичні бар’єри та шумозаглушення, можуть забезпечити додатковий захист.

Мета не просто зробити трансформатор тихішим на папері. Трансформатор зі справді низьким-шумом має добре працювати в реальному світі, де обладнання розділяє простір з людьми, будівлями та іншими електричними системами. Ось чому шум трансформатора слід враховувати від проектування та виробництва до монтажу та експлуатації.

Зв'язатися зараз

Q: Як швидко ви можете доставити трансформатор?

Відповідь: це залежить від кількості та потужності трансформатора, як правило, протягом одного місяця з дати креслення, підтвердженої покупцем.

З: Як довго ви можете надати гарантію якості?

A: 24 місяці після роботи трансформатора дати.

З: Який спосіб оплати ви приймаєте?

A: Бажано T/T (банківський переказ), акредитив приймається обидва.