变压器振动辐射噪声分析(李奇博士
解析变压器异常噪声与振动原因及策略
解析变压器异常噪声与振动原因及策略摘要：变压器是电力系统中的核心内容，其位置是任何电力设备都不能代替的。
其可以将某一特定值的电流转换成另一种或另几种特定值不同的电流，而这两组电流的频率大致相同。
作为电力系统中转换电流的核心设备，变压器如果发生故障，对于整个电力系统的正常运转无疑是个巨大的威胁，所以对于电力系统的运转，变压器的日常维护、维修改良就显得格外重要。
本文以变压器的异常噪声和振动为切入点，分析其所产生原因及应采取的策略。
关键词：变压器；异常噪声；振动原因；策略引言在日常工作中，熟悉不同型号不同类型的变压器，熟悉不同变压器的各项指标和参数，定时检查变压器运转状况，快速定位问题所在，积极排查所致原因，找到解决方案并迅速实施，积极总结经验教训，做好预防和日常维护工作，都是保证电力系统正常运转所不可缺少的要求。
1 变压器噪声原理变压器出现异常噪声是多种因素共同作用的结果，具体主要是由于变压器内部铁质的磁致发生了变形、油罐和磁屏的电流碰撞等因素而产生的。
其中有关铁芯的原因主要是由于结构因素，铁芯的内部结构主要为硅钢，在电流运转过程中，在交变磁场中一旦有微小的变动就会产生磁致的变形，在不规律的变形变化中铁芯会随着电流的交互产生周期性运动。
而磁致收缩的变化周期与电流本身的运转变化周期并不保持一致，电流的基本频率与内部铁芯的振动节奏相互错开，进而产生异常的噪声与振动，所以为了避免铁芯与电流的频率差异，在变压器的改良时就要充分考虑两者的结构性差异，尽量降低由于铁芯的质量、材质差异、元件规格等因素导致的异常噪声与振动。
除了铁芯的频率差异，异常噪声与振动还与设备内部的连接情况有关，若在焊接过程中或者连接缝隙产生风洞，在设备运转过程中就会产生较大的异常噪声与振动。
除此之外，还有些异常噪声与振动是变压器本身原因所导致的，比如有的干式变压器，当他工作运转时，强制风冷的冷却装置会与高速运转的高温电流产生摩擦，产生本体噪声与振动。
高原型风力发电场变压器的振动与噪声分析与控制
高原型风力发电场变压器的振动与噪声分析与控制随着清洁能源的需求日益增长，风力发电成为了一种广泛应用于能源行业的可再生能源技术。
其中，风力发电场的变压器起着至关重要的作用，将发电机产生的电能通过升压变压器送入电网，供人们使用。
然而，高原型风力发电场的特殊环境条件对变压器的振动和噪声产生了较大的影响，因此，深入分析和控制这些问题对风力发电场的稳定运行具有重要意义。
高原型风力发电场所处的海拔较高，气压较低，氧气含量也相对较少。
这样的环境条件给变压器的设计和运行带来了许多挑战。
首先，变压器在高原环境下的振动会因空气稀薄而变得更为明显。
其次，氧气减少还会导致电弧容易产生，增加变压器的噪声水平。
因此，对高原型风力发电场变压器的振动与噪声进行详细分析，并采取相应的控制措施具有重要意义。
针对变压器振动问题，我们首先需要进行振动分析。
通过使用加速度计等传感器，可以实时监测变压器的振动情况，并将获得的数据进行处理和分析。
在高原环境下，振动主要受到变压器内外来自风力机组及周围多种因素的振动激励。
我们需要识别这些激励源，分析其特点和影响，并设计相应的隔振和减振方法。
例如，可以通过增加隔振底座的刚度和耐震能力来降低振动的传播和幅度，减少变压器磨损和机械噪声。
另外，对于变压器的噪声问题，我们需要从减少电弧产生的角度来进行控制。
高原环境下氧气减少会导致电弧容易产生，从而增加噪声水平。
因此，我们可以采取一系列措施来降低电弧产生的概率。
举个例子，可以使用绝缘材料来减少电弧的形成，通过合理的设计和安装来降低电弧的能量和频率。
除了分析振动和噪声问题，我们还可以通过优化变压器的结构和材料来提高其抗振和降噪能力。
例如，可以选择更耐腐蚀和抗磨损的材料来延长变压器的使用寿命，并减少材料振动所带来的噪声。
此外，合理布置变压器内的零部件，减少相互摩擦和碰撞的机会，也可以有效降低噪声产生。
总之，对于高原型风力发电场变压器的振动与噪声进行分析与控制是非常重要的。
变压器的响声及处理模版
变压器的响声及处理模版1. 引言变压器作为电力系统中不可或缺的重要组成部分，起着电能传输和分配的关键作用。
然而，在变压器运行过程中，产生的响声问题时常困扰着人们。
本文将探讨变压器的响声产生原因、对人体健康的影响以及处理方法，并给出相应的处理模版，帮助解决这一问题。
2. 响声产生原因变压器产生响声的主要原因有两个：磁场震荡和结构共振。
2.1 磁场震荡变压器中的磁场震荡是产生响声的重要原因之一。
当变压器工作时，磁场会导致铁芯和绕组之间的振动，进而产生声音。
这种磁场震荡主要包括磁通密度变化引起的磁饱和效应和铁芯的磁滞效应。
2.2 结构共振结构共振是变压器响声的另一个重要原因。
变压器的结构经历着电力负荷的变化，而在一定条件下，结构的自然频率与电力负荷频率相匹配，就会出现结构共振现象，导致响声产生。
3. 响声对人体健康的影响变压器响声对人体健康可能产生多种影响，包括噪音污染、睡眠障碍、工作效率下降等。
3.1 噪音污染变压器响声过大会造成环境的噪音污染，影响附近居民的正常生活。
长期暴露在高强度的噪音环境下，人们可能会出现听力损伤、心理压力增加等问题。
3.2 睡眠障碍变压器响声也可能影响人们的睡眠质量。
在夜间，响声过大会干扰到人们的入睡和睡眠维持，导致睡眠质量下降，进而引发一系列与睡眠相关的问题。
3.3 工作效率下降如果变压器响声在办公场所或工厂等工作场景产生，会对员工的工作效率造成影响。
响声的干扰会分散人们的注意力，降低工作效率，甚至增加错误的发生率。
4. 响声的处理方法为了减小变压器的响声，人们可以采取多种处理方法，包括减少震动、降低噪音传播和增强结构的抗振性能等。
4.1 减少震动首先，可以通过调整绕组的设计和加固变压器结构来减少磁场震荡引起的响声。
使用高质量的绝缘材料和设计合理的绕组结构可以减少绕组的振动。
4.2 降低噪音传播其次，采取有效的隔音措施可以降低变压器响声的传播。
比如，在变压器周围安装隔音板、隔声窗等设备，可以阻断噪音在空气中的传播，减少对周围环境的影响。
500kV变压器异常噪声及振动的原因分析及解决措施
500kV变压器异常噪声及振动的原因分析及解决措施摘要：变压器作为电力网络环节中最为关键的环节，决定了电力网络能否稳定安全运行。
变压器在工作中最常见的问题是异常噪声及振动，因此本论文针对此现象展开了探究。
首先通过依次分析变压器的各组成部分来确定原因，然后制定了周密详细的噪声及振动测试方案。
通过测试、分析及实验，发现电压和电流对变压器异常噪声及振动得影响大小。
最后，针对文中分析出的各种原因提出了相应的处理办法和监测建议。
关键词：变压器;噪声;振动;解决方法引言变压器作为电力网络中最重要的设备之一，对电力网络的安全稳定的运行有着至关重要的影响。
变压器异常噪声及振动是变压器非正常运作的体现，特别是在500KV的超高压电网中，如果变压器发生故障，造成的人力物力损失将是巨大的。
除此之外，变压器的噪声问题也是现今社会关注的环境问题，因此分析500kV变压器异常噪声及振动问题的原因，并提出有用的解决措施是值得研究的课题。
本研究就500kV变压器异常噪声及振动的原因进行深入调查，对变压器的噪声声源进行分析，对它的振动进行检测，最后提出有实用价值的解决方法。
1.噪声及振动原因分析变压器噪声是由本体结构设计、选型布局、安装、使用过程中，变压器本体及冷却系统产生的不规则、间歇、连续或随机引起的机械噪声及空气噪声总和。
噪声除了对环境污染外，对人类的健康影响也很大，因此现今社会都把变压器噪声水平的高低，作为衡量变压器生产厂家设计和制造水平的指标，其中变压器的振动与噪声往往是密不可分的。
常见变压器的主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯），变压器的冷却系统也是必备的。
由此分析可得变压器的噪声声源主要来自变压器冷却器、变压器的铁芯和线圈绕组三个方面。
变压器冷却系统在工作时冷却风扇会产生噪声，风扇速度、外形、数量等都会一定程度上影响噪声的大小。
变压器的铁芯通常由硅钢片叠装而成，在工作时的铁芯励磁时硅钢片磁致伸缩会引起铁芯振动和噪声，硅钢片的叠装连接和接缝处会因为励磁过程中磁通分布不均匀造成漏磁，产生侧面的电磁吸引力使铁芯产生振动和噪声。
基于直流偏磁影响下变压器本体振动与噪声的在线监测
（ ａ ｇ ｈ ｉｅｓｔ ｆ ｃｅ ｃ Ｃｈ ｎ ｓ ａＵｎ ｖ ｒｉ ｏ ｉｎ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ， ｈ ｎ ｓ ａ４１ １ ） ｙ Ｓ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｃ ａ ｇ ｈ １ ４ ０
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｇｅ ｏ ｈ Ｃ ｕ ｅ ｔｃ ｍｐｏ ｅ ｔｉ ｏ ｖ ｒｅ ｒ ｎ ｆ ｒ ｅ ｓ ｇ ｅｉ ｎ ｕｃ ｄ ｃ ｒｅ ｔ ｒ ｔ ｅ Ｄ ｃ ｒ ｎ ｏ ｎ ｎ ｎ ｃ ｎ ｅｔｒ ｔａ ｓｏ ｍ ｒ
ｒ ａ－ｉ ｅ ｍ ｏ ｉ ｒｎ ｙ ｔｍ ，ａ ｄ ｅ ｐ ｃａｌ ｏ ｅ ｌｔ ｍ ｎｔ ｉｇ ｓ ｓｅ ｏ ｎ ｓ ｅ ｉ ｌ ｃ ｍｐｏ ｉ ｇ ｔ ｅ ｃ ｒｅ ｐ ｎ ｉ ｇ ｄ ｔ ｏ ｌｃｉ ｎ ａ ｄ ａ ａｙ ｉ ｙ ｓｎ ｈ ｏ ｒ ｓ ｏ ｄ ｎ ａａ ｃ ｌｅ ｔｏ ｎ ｎ ｌｓｓ
研 究 与 开 发
基 于 直 流 偏 磁 影 响 下 变 压 器 本 体 振 动 与噪 声 的在 线 监 测
马 海 同 力行
（ 沙理工 大学 ， 长 沙 长
４０１ １ １４）
摘 要 地磁 感 应 电流 或 换流 变压 器 中 的直流 电流 分量 易 造成 直流偏 磁 现象 。 而直流 偏磁 又 是 使 变压器 振 动 、噪声增 大 的 主要原 因，所 以振 动噪 声水 平是反 应 直流偏 磁 状 态下 变压器 运行 情况 的重 要指标 。 因 此，针 对 直流偏磁 对 变压 器 带来 的影 响 ，本文 开发 了适 用 于交流 变压 器 的 振 动 与噪声 实 时监测 系 统 ，并专 门编 制 了相 应 的采 集和 分 析软件 ，可实 现对 振 动时域 频域 波形 的实 时监测 。 系统分 析 了交流 变压 器 直流 偏磁 电流 对 变压器 振 动 与噪声 的影 响规律 ，从测 点选 择 方法 、监 测 思路及 监测 结果 评价 等 多方 面系 统研 究 了交流 变压 器 振 动与噪 声监 测方 法 ，为系 统 开展交 流 变压 器 振 动和 噪 声的研 究 ，分 析 变压 器 可 能存 在 的故障提供 了依 据 。 关键 词 ：直流偏磁 ；振 动噪声 ；在 线监测 Ｏ ｎ ｌｎｅＭ ｏ ｉｏ ｉ ｆＴｒ ｎｓ ｏ ｍ ｅ ｂｒ ｔｏ －ｉ ｎ ｔ ｒ ｎｇ ｏ ａ ｆ ｒ ｒＶｉ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｏ ｓ ｓ ｄ ｏ Ｃ ａ ｎｅｉ ａ ｉ ｎ Ｎ ｉｅＢａ ｅ ｎ Ｄ Ｍ ｇ ｔｃＢｉ ｓｎｇ
500kV变压器异常噪声与振动的原因分析
500kV变压器异常噪声与振动的原因分析摘要:通过大量的测试、分析及试验,发现了500kV电网的电压暂降、直流偏磁和变压器中性点零序谐波电流等与500kV变压器多次异常声音和振动的关系,对电压暂降引起变压器的异常声音和振动提出了相应的处理办法。
对地磁暴等干扰电网运行和引起变压器直流偏磁现象提出了监测建议。
关键词:变压器;异常噪声;电网扰动引言经济的发展，科技的进步使得电力业在原有的基础上得到了很大的发展。
无论是从供电设备上，还是从供电技术上都有了很大的进步。
但是，在某些方面仍然存在着一定的问题，在500kv变压器中，经常会出现异常的噪声与振动，这种现象严重干扰了电力行业的发展。
500kv变压器的应用与推广为电力业的发展做出了很大的贡献。
电力业在500kV变压器应用的方面，已经有了一定的经验和基础。
但是，由于500kv变压器在应用当中经常会产生一些噪音或震动，严重的影响着人们的生活，并且在一定程度上还会损坏变压器。
所以，电力业一定要加强对500kV变压器异常噪声与振动的处理，使得500kv变压器能够正常的为电力业服务。
因此，对于500kV变压器异常噪声与振动的处理应该成为电力业一个重大的研究课题之一[1]。
1变压器异常噪声与振动的原因变压器噪声是由于铁芯、绕组、油箱及冷却装置的振动产生的，即由于变压器本体的振动和冷却装置风扇的空气流动产生的。
1．1变压器本体噪音变压器本体噪音的大小，与变压器的额定容量、硅钢片的性能及额定空载时铁芯的磁通密度等因素有关。
本体噪声的主要来源有：1)硅钢片的磁致伸缩引起的铁芯振动。
2)硅钢片接缝处和叠片间，因磁通穿过叠片间而产生的电磁力，引起的铁芯振动[2]。
1．2冷却装置的噪声冷却装置的噪声，主要是潜油泵和冷却风扇运行时产生的。
国内外变压器运行时间表明，对于油浸自冷式变压器，直接安装在油箱上的自冷式散热器产生的噪声，比变压器本体噪声低得多，可以不予考虑。
对于采用强迫油循环吹风冷却方式的变压器，冷却风扇的噪声是很高的，能使变压器的合成噪声比变压器本体噪声提高4～6dB(A)。
500kV变压器异常噪声与振动的原因分析
备 ，直 接 影 响 着 电 网 的 安 全 稳 定 运 行 。浙 江 电 网在 运 行 中多 次 出现 ５０ｋ ０ Ｖ变 压 器 异 常声 音 和 振 动 增 加 的现 象 达 １ｈ以上 ，最 严 重 的一 次 是 在
２０ ０ ５年 ５月 １ 日 １ ５ ５点 左 右 ， 浙 江 电 网 ５０ ０ ｋ 系 统 中 有 多 台 变 压 器 同 时 发 生 异 常 噪 声 和 Ｖ
ｖ ｔｔ ｇ ｉ ｓ ｂ ｏ ａ ｏｓ ｄ ｖｂ ａｉ ｎ ｏ ｒ ｓｏ ｅ ｉ ｈ ｗｅｅ ｄ ｅ ｔ ｏｔｇ ｉ ｒ ｒ ｕ ｈ ｏ－ ｎ ａ ｏ ａ ａｎ ｔａ ｎ ｒ ｌ ｎ ｉｅ ａ ｉ ｒ ｔ ｆｔａ ｆｒ ｒｗｈｃ ｒ ｕ ｏ ｖ ｌａ ｅ ｄ ｐ ｗｅ ｅ ｂ ｏ ｇ ｔｆｒ ｍ ｎ ｏ ｎ ｍ
中 图 分 类 号 ：Ｔ ０ Ｍ４ ６
文献标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ： ｌ０ ０ ７—１８ （０ ６ ０ ８ １ ２ ０ ）３—０ ０ ０ ６—０ ５
０ 引 言
５０ｋ ０ Ｖ变 压 器 作 为 电 网 主 网 架 中 的 重 要 设
骤 降 、 直 流 偏 磁 和 变压 器 中性 点 零 序 谐 波 电 流 等 与 ５０ ｋ 变 压 器 异 常 噪 声 和 振 动 有 关 ０ Ｖ
维普资讯
６
浙 江 电 力 Ｚ ＥＩ Ｎ Ｌ Ｃ ＲＣ Ｐ ＷＥ Ｈ Ｊ ＧＥＥＴＩ Ｏ Ｒ Ａ
２０ ０ ６年第 ３期
５０ｋ ０ Ｖ变 压器异常 噪声 与振动 的原 因分析
Ａｎ ｌ ｓｓ ｆ ｒ Ａｂｎ ｒ ａ ｉｅ ａ ｄ Ｍ ｅ ｈａ ｉａ ａ ｙ ｉ ｏ ｏ ｍ ｌＮｏ ｓ ｎ ｃ ｎ ｃ ｌ Ｖｉ ｒ ｔｏ ｆ ５ ０ ｋ Ｔｒ ｎ ｆ ｒ ｅ ｂ ａ ｉ ｎ ｏ ０ Ｖ ａ ｓ ｍ ｒ ｏ
直流偏磁下500kV单相变压器振动噪声的试验研究
μ0 H
=
∂G ∂M
（4）
将 G (σ, M)在(σ, M)=(0,0)处泰勒展开后，考虑 到自然状态下，应力 σ、应变 ε、磁场强度 H 和磁化 强度 M 均为零，将简化后的结果代入式（4），获得 应力和磁化强度耦合的应变本构模型为
ε = − ∂2G σ − 1 ∂3G σ 2 − 1 ∂4G σ 3 −" −
变压器的振动主要来源于硅钢片磁致伸缩带来 的铁心振动、硅钢片接缝处和叠片处因漏磁产生的 电磁力引起的铁心振动、绕组中由电流通过时产生 的电磁力造成的绕组振动和冷却装置振动。其中， 在空载以及轻微负载情况下，变压器的振动主要来 自铁心的磁致伸缩。国内外许多学者都对磁致伸缩 的特性及建模进行了广泛的研究[17-19]。然而变压器 结构件复杂，在振动传递过程中，难以通过现有的 模型准确地对变压器的振动状态进行评估，尤其是 大型变压器，其结构更为复杂，温度变化更大，精 确的直流偏磁振动特性的评估光靠小容量变压器试 验以及仿真分析难以实现。因此进行大型变压器的 直流偏磁试验具有重要的意义，现场采集的振动噪 声数据对大型变压器直流偏磁下的振动噪声研究起
1 直流偏磁下铁心振动特性
文献[23]从宏观热力学关系出发，结合预应力影
响，得到了热力学关系。从宏观热力
学关系出发，单位体积内能 U(ε, M, S)的全微分为
dU = σ dε + μ0HdM + TdS
（1）
式中，T 为温度；S 为熵密度；σ 为应力；ε 为应变；
重要作用。然而关于大容量变压器的直流偏磁试验 主要集中在电磁特性方面[20-22]，对振动噪声的研究 还相对较少，关于变压器直流偏磁下的振动噪声机 制分析比较匮乏，作为特高压变压器在直流偏磁程 度下的电气及振动特征，仍需进行更深的探究。
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变压器振动噪声问题
（1）变压器本体振动主要由铁心振动引起的。造成铁心振动 有两个因素：一是由硅钢片磁致伸缩而引起的铁心振动；二 是铁心接缝处磁力线发生畸变产生的纵牵力和铁心中磁通分 布不均在硅钢片间产生的侧推力。
（2）负载电流产生的漏磁场，在绕组导体之间、绕组之间、 绕组和铁心之间、绕组和油箱之间产生电磁力，引起绕组、 铁心、油箱的振动。
变压器噪声源分析
研究表明，变压器噪声主要是由变压器本体振动及其冷却装 置振动而产生的，它和变压器容量、硅钢片的材质、铁心结 构、磁通密度和冷却装置振动特性有关。
▪ （1）变压器本体磁致伸缩与磁通不均； ▪ （2）负载电流产生的漏磁场； ▪ （3）气隙中漏磁； ▪ （4）变压器冷却风扇、油泵和散热器。
ACTRAN Acoustics
ACTRAN VI
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研究对象为铁心柱
研究对象
由电磁分析软件Infloytica-Magnet提供部件总力和总力矩。
注：Infloytica-Magnet可以计算节点瞬态、频域的力或力矩，也可以提取总力、总 力矩。本文计算取总力、总力矩。
模型包含的单元与材料：
▪ 铁心柱：硅钢片与胶料混合材料
• 杨氏模量、泊松比、密度、阻尼
▪ 空气：
• 声速、密度
▪ 声学无限元
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后处理设置
计算完成后可以提取不同类型结果
▪ 计算域内声压级分布云图 ▪ 场点网格云图 ▪ 任意场点声压级频谱曲线 ▪ 声压级指向性曲线 ▪ 声功率级频谱
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Sds绝对是假的
么么么么方面
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ACTRAN与Infolytica-Magnet联合解决方案
ACTRAN for NASTRAN
ACTRAN DGM
ACTRAN Vibro-Acoustics ACTRAN Aero-Acoustics ACTRAN TM
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载荷与边界条件
载荷：包括三个坐标轴方向的力及绕三个坐标轴转动的力矩 共6个分量，加载位置为结构的重心。
边界条件：铁心底面位移约束
பைடு நூலகம்
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计算域定义
利用声学有限元与无限元，建立铁心柱外部空气域。
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变压器内部构造
变压器组成部件包括器身(铁芯、绕组、绝缘、引线)、变压器 油、油箱 和冷却装置、调压装置、保护装置(吸湿器、安全气 道、气体继电器、储油柜及测温装置等)和出线套管。
▪ 变压器的铁心都是由厚度为0．27～0 35mm的硅钢片叠装而成，铁心 叠装好后，用夹铁和绑带夹紧。减少交变磁通在铁心中引起的损耗。
场点频谱
指向性曲线
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总结
介绍变压器结构的噪声问题； 利用ACTRAN与Infloytica-Magnet软件联合仿真，计算变压器结
构受电磁力作用产生的振动辐射噪声；
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控制目标噪声所依据的标准
▪ 《工业企业设计卫生标准》(GBZ 1-2002) ▪ 《工业企业噪声控制设计规范》 ▪ 《声学 低噪声工作场所设计指南 噪声控制规划》 (GB/T17249.1-1998
） ▪ 《社会生活环境噪声排放标准》（GB 22337—2008）
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声压级分布云图
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200Hz
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场点网格云图
100Hz
200Hz
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声压级响应
▪ 绕组是变压器的电路部分，用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成。
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变压器的振动噪声问题
随着城市建设规模的不断扩大和为了满足城市电网改造的需 要，某些中小变压器或组合式变压器及预装式变电站有时要 安装在靠近或直接安装在居民和商业区内。
（3）对于带有气隙的铁心电抗器，则有气隙中漏磁引起的铁 心振动。
（4）变压器冷却风扇、油泵和散热器的振动。
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变压器振动噪声传播途径
油浸变压器
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影响铁心振动噪声的因素
FFT-ACTRAN
变压器振动辐射噪声分析 李奇 产品经理
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变压器的工作原理
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件。
▪ 初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通； ▪ 次级线圈中感应出电压（或电流）。
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