居民戶內(nèi)干式配電變壓器噪聲防治

摘要：文章針對目前干式配電變壓器廣泛使用中存在的噪聲問題，簡要說明噪聲現(xiàn)狀，闡述了干式配電變壓器的噪聲來源，對干式配電變壓器產(chǎn)生噪聲擾民情況進行了分析，從干式配電變壓器設(shè)備本身、設(shè)計與安裝、運行與維護及其他問題等四個方面進行了判斷與分析，提出防治方法與建議。

關(guān)鍵詞：干式配變，噪聲，防治

Abstract: this paper, based on the current dry type distribution transformer used widely in the noise of the existing problems, briefly the noise present situation, this paper expounds the dry type distribution transformer noise sources, the dry type distribution transformer ambient noise is analyzed, from dry type distribution transformer, the design and installation of the equipment itself, operation and maintenance and other problems such four aspects the judgment and analysis, the authors put forward several control methods and Suggestions.

Keywords: dry with change, noise, prevention and treatment

1背景

隨著城市化進程不斷加快，城市中高層建筑越來越多。因干式配變有難燃不爆等特點，在城市配電變壓器中的比例也越來越大。用戶對油變的認識比較深，初次接觸干式變壓器，認為干變的噪音和油變的噪音應(yīng)該一樣，其實油變的噪音也很大，只是里面裝滿了油，外面在加一層密封的鐵殼，聲音傳不出來。干變的鐵芯露在外面，有一點聲音就會傳出來。目前，我國已成為世界上干變產(chǎn)銷量最大的國家之一。干式配電變壓器約占全部配電變壓器的1/5～1/4。根據(jù)電網(wǎng)企業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，獨立戶內(nèi)式配電室可采用油浸式變壓器，大樓建筑物非獨立式或地下式配電室宜采用干式變壓器，加金屬屏蔽罩，采取減振、防潮措施，低壓母線采取金屬屏蔽措施。室內(nèi)配電室如受條件所限，可設(shè)置在地下一層，但不得設(shè)置在最低層。甚至有些配電房上面就是居民臥室，隨之而來的噪聲干擾問題。電力企業(yè)不得不采取非常規(guī)減噪措施，重新更換變壓器，甚至出現(xiàn)異地重建配電室的情況[1]。

2干式配電變壓器噪聲來源

變壓器本體噪聲主要有硅鋼片磁滯伸縮引起的鐵芯振動、硅鋼片接縫處和疊片之間漏磁引起的鐵芯振動、繞組振動等。

2.1硅鋼片磁滯伸縮引起的噪聲

鐵芯勵磁時，沿磁力線方向硅鋼片的尺寸發(fā)生變化，而垂直于磁力線方向的尺寸發(fā)生相反的變化。磁滯伸縮使得鐵芯隨著勵磁頻率的變化而周期性振動。由于磁滯伸縮的變化周期為電源周期的一半，因此磁滯伸縮引起的鐵芯噪聲是以兩倍的電源頻率為基頻的。因鐵芯磁滯伸縮的非線性、以及沿著鐵芯內(nèi)框和外框的磁通路徑長短不同等原因，鐵芯噪聲中除了基頻外，還包含有高次諧波頻譜的噪聲。

2.2電磁作用引起的鐵芯噪聲

硅鋼片接縫處和疊片間存在因漏磁而產(chǎn)生的電磁吸引，由此引起鐵芯振動。由于鐵芯疊積方式得到不斷改進，接縫處和疊片之間的電磁吸引力引起的鐵芯振動小得多，因此這部分噪聲通常可忽略不計。

2.3漏磁引起的繞組振動噪聲

繞組負載電流產(chǎn)生的漏磁將引起繞組的振動。當(dāng)變壓器的額定工作磁通密度在1.5～1.8T范圍時，這種振動與磁滯伸縮引起的鐵芯振動相比很小。但負載電流漏磁產(chǎn)生的噪聲與負載電流的平方成正比，因此變壓器的額定磁通密度降低到

1.4T以下時，繞組的振動將與硅鋼片磁滯伸縮引起的鐵芯振動相接近。

2.4冷卻裝置帶來的運行噪聲

干式變壓器采用強迫風(fēng)冷時，變壓器的冷卻裝置等附件也會產(chǎn)生噪聲。與變壓器本體噪聲的機理一樣，冷卻裝置的噪聲也是由于它們的振動而產(chǎn)生的。冷卻裝置振動的根源在于兩方面，一是冷卻風(fēng)扇在運行時產(chǎn)生的振動，二是變壓器本體振動通過管接頭及其配件傳遞給冷卻裝置，使冷卻裝置的振動加劇，輻射的噪聲更大。

變壓器噪聲以鐵芯的噪聲為主，其基頻是勵磁頻率的兩倍。由于各種非線性因素的作用，產(chǎn)生各種高次諧波。研究結(jié)果表明，變壓器的鐵芯振動噪聲的頻譜范圍通常在100～500Hz之間，變壓器的容量越大，在鐵芯的噪聲中基頻份量所占的比例越大，二次以及以上高頻份量所占的比例相對較�。欢�變壓器的額定容量越小，在鐵芯的噪聲中基頻份量所占的比例就越小。這就是說，對于不同容量的干式變壓器，其鐵芯噪聲的頻譜是不一樣的。

3噪聲分析及處理

根據(jù)《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096－2008），各類箱式變電站、桿上變壓器、配電室運行時廠界噪聲不應(yīng)高于如下表1環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值[2]：

表1環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值 單位：dBA

0類聲環(huán)境功能區(qū)：指康復(fù)療養(yǎng)區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域。 1類聲環(huán)境功能區(qū)：指以居民住宅、醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育、科研設(shè)計、行政辦公為主要功能，需要保持安靜的區(qū)域。 2類聲環(huán)境功能區(qū)：指以商業(yè)金融、集市貿(mào)易為主要功能，或者居住、商業(yè)、工業(yè)混雜，需要維護住宅安靜的區(qū)域。 3類聲環(huán)境功能區(qū)：指以工業(yè)生產(chǎn)、倉儲物流為主要功能，需要防止工業(yè)噪聲對周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響的區(qū)域。 4類聲環(huán)境功能區(qū)：指交通干線兩側(cè)一定距離之內(nèi)，需要防止交通噪聲對周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響的區(qū)域，包括 4a 類和 4b 類兩種類型。4a 類為高速公路、一級公路、二級公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市軌道交通（地面段）、內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域；4b類為鐵路干線兩側(cè)區(qū)域。

根據(jù)運行經(jīng)驗，產(chǎn)生變壓器噪聲擾民情況大致可分為以下四種情況：設(shè)備本身問題；設(shè)計、安裝問題；運行問題及其他問題。下面就這四種情況具體分析。

3.1設(shè)備本身問題

一般認為不同廠家的變壓器、不同型號的變壓器、不同的使用環(huán)境，都會使變壓器的噪音都不一樣。噪音是變壓器的固有特性，噪音的大小不會影響變壓器的質(zhì)量。所有導(dǎo)致變壓器產(chǎn)生噪聲的因素都因變壓器質(zhì)量不同而有所差別，用戶在選擇變壓器時，必須選用噪聲水平符合標(biāo)準(zhǔn)要求的干變。特別是緊鄰居民臥室的變壓器一定要選擇低噪變壓器。一個本體噪聲超標(biāo)的變壓器是噪聲擾民的最主要原因。變壓器鐵芯自身共振、變壓器線圈自身共振都是噪聲的主要來源。鐵芯自身共振因硅鋼片接縫處和疊片之間存在因漏磁而產(chǎn)生的電磁吸引力。造成變壓器噪音偏大，正常噪音中夾雜著其他噪音，變壓器噪音成波浪狀。當(dāng)繞組中有負載電流通過時，負載電流產(chǎn)生的漏磁引起繞組的振動，造成變壓器噪音偏大，噪音較為低沉。當(dāng)變壓器的負荷達到一定時，開始出現(xiàn)噪音，有時會出現(xiàn)時有時無現(xiàn)象。

變壓器風(fēng)機、外殼、其他零部件的共振問題也是噪聲超標(biāo)原因之一，用手按一下外殼鋁板（或鋼板），用干燥的長木棍頂一下每個風(fēng)機的外殼、變壓器零部件（如：輪子、風(fēng)機支架等），看噪音是否變化，如發(fā)生變化就說明，說明這些部件存在共振。需要對外殼、風(fēng)機或零部件進行校正、固定等措施。

3.2設(shè)計安裝問題

良好的設(shè)計與安裝也是減少噪聲擾民的有效手段之一。

變壓器室的設(shè)計：盡量將變壓器室遠離居民臥室。變壓器室要做好隔音、消音措施，特別提醒的是，避免簡單封閉變壓器室。干變有難燃不爆的特點，可以與高、低壓開關(guān)柜同室安裝。因此變壓器室應(yīng)有足夠的空間，以保證每臺設(shè)備周

圍的空氣可以自由循環(huán)；進風(fēng)口在地面，出風(fēng)口在對面的上端，以增強對流效果。需要強制通風(fēng)的變壓器室要做好通風(fēng)裝置的噪聲控制工作，選擇低速軸流風(fēng)機。

干變的合理選配：大型高層建筑所需用電量可達幾兆伏安，供電系統(tǒng)設(shè)計不宜采用單臺干變[3]。

正確的安裝：安裝不好會加劇變壓器振動，放大變壓器的噪音。變壓器基礎(chǔ)不牢固或不平整，或者底板太薄。用槽鋼把變壓器架起來等都會增加變壓器噪音。安裝時，對變壓器鐵心和夾件夾緊螺栓按照制造商要求加以調(diào)整，底座和外殼之間安裝隔振件并固定結(jié)實 [3] 。如在變壓器小車下面加防震膠墊，可解決部分噪音。

變壓器運行環(huán)境影響也會造成噪音增大。變壓器室很大又很空曠，產(chǎn)生回音。離墻太近，不到1米。或者放在拐角處，墻面反射噪音與變壓器噪音疊加，使噪音增大。在墻面敷設(shè)吸音材料，也是減少噪音的措施之一。

3.3運行問題

變壓器良好的運行與維護是減少噪聲的重要手段之一，避免高電壓、電壓問題：電壓高，會使變壓器過勵磁，響聲增大且尖銳，直接嚴(yán)重影響變壓器的噪音�，F(xiàn)在城市里的10KV電壓普遍偏高，根據(jù)低壓側(cè)輸出電壓，這時應(yīng)該把分接檔放在適合檔位。在保證低壓供電質(zhì)量的前提下，盡量把高壓分接向上調(diào)（低壓輸出電壓降低），以此消除變壓器的過勵磁現(xiàn)象，同時降低變壓器的噪音。

3.4其他問題

母線橋架振動的問題：由于并排母線有大電流通過，因漏磁場使母線產(chǎn)生振動。母線橋架的振動將嚴(yán)重影響變壓器的噪音，使變壓器的噪音增大15dB以上，比較難判斷，一般用戶和安裝單位會誤認為是變壓器的噪音。解決震動主要是破壞母線橋架共振的條件，緊或者是松吊桿螺絲。打開母線橋架蓋板，將母線固定好。低壓出線采用軟連接。請母線橋架的生產(chǎn)廠家來解決。

負荷性質(zhì)的問題：使變壓器的電壓波形發(fā)生畸變（如諧振現(xiàn)象），產(chǎn)生噪音。噪音中除變壓器本身的噪音之外，還夾雜著“咯咯、咯咯”的噪音。在運行過程中，會瞬時出現(xiàn)變壓器噪聲急劇變大的情況，不久又恢復(fù)正常。發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象用戶可考慮加裝減小諧波的裝置。

變壓器缺相的問題：變壓器不能正常勵磁，產(chǎn)生噪音。判斷是否缺相造成噪音，可采用變壓器停電，檢查電源是否缺一相電；檢查變壓器高壓保險絲是否熔斷一相；

接觸不良的問題：一是由于高壓柜內(nèi)接觸不良造成。二是刀閘沒有合到位。判斷變壓器是否發(fā)出斷斷續(xù)續(xù)不正常的噪音。檢查高壓柜的觸頭和熔斷器以及整個高壓回路。或請高壓柜廠家的人來檢查。

懸浮電位的問題：變壓器的夾件槽鋼、壓釘螺栓、拉板等零部件都噴了藍色漆，各零部件接觸不是很好，在漏磁場的作用下各零部件之間產(chǎn)生懸浮電位放電發(fā)出響聲。判斷懸浮電位放電是否發(fā)出很輕微“吱吱、吱吱”的響聲，仔細聽才能聽見，用戶往往誤認為是變壓器高壓或低壓在放電。雖然這種放電不會對變壓器正常運行造成影響�？梢栽谕ｋ姍z修時將接觸不好的地方的漆刮掉，讓變壓器各零部件接觸良好。