电力变压器有源降噪方法的研究
电力变压器有源降噪方法的研究
1.1 研究背景及意义
随着社会经济的发展，环境问题越来越受到关注。噪声作为环境污染的第三大公害，一直让人们困扰。在日常生活中，人们经常会受到各种噪声的干扰。研究表明，噪声在55～60dB 范围，会让人感觉烦恼；在60～65dB 范围，会使烦恼度大大增加；在65dB 以上时，人体健康有可能受到危害。对于厂矿企业的工作人员，应保证噪声不超过85dB。噪声影响人们的身心健康、损伤听力以及相关的系统、降低工作效率,严重的甚至造成安全事故。为了消除或减少这些危害和污染，必须采取先进有效的噪声控制措施对日益严重的噪声进行控制，由于完全消除噪声是不可能的，而且也是不经济的，所以最佳的控制措施是通过噪声控制技术消除或减少产生噪声的根源。
从策略上讲，噪声控制可以从以下三个方面入手：噪声源、噪声传播途径和噪声接受者。传统的噪声控制技术主要是以研究噪声的声学控制方法为主，主要技术途径包括隔声处理、吸声处理、使用消声器、振动的隔离、阻尼减振等。这些噪声控制方法的机理是通过噪声声波与声学材料或声学结构的相互作用消耗声能，达到降低噪声的目的，属于无源或被动式的控制方法，可称为“无源”噪声控制(passive
noise control)。这一方法对控制中、高频噪声较为有效，而对控制低频噪声效果不好。这是由于无源材料的声衰减性能随频率降低而变差，要取得与中、高频同样的降噪效果，就要增加材料的厚度或容重，从而使实际治理趋于庞大化，有时甚至难以实现。为此，需要采用有源噪声控制(active noise control)技术，它对低频噪声的控制效果很好，理论上消声量可达到很高，相对无源噪声控制技术而言，还具有系统小、重量轻、控制易等优点。随着现代控制技术和DSP 技术的迅猛发展，有源噪声控制技术不再仅限于实验室的研究，而是越来越容易实现，已经成为当前乃至今后长期研究的重要课题之一。
本文主要研究的是电力变压器的噪声控制。随着电力事业的发展，城市用电量逐年增加，在各大城市建设的大容量变电站也越来越多，这将不可避免的带来变压器噪声问题，它不仅污染了人们的居住环境和工作环境，而且给人们的生活和身心健康带来了巨大的损害，因而变压器噪声带来的危害也越来越被人们所关注。根据我国城市环境和电力变压器噪声标准，一般中小型电力变压器的噪声基本符合环境噪声的标准,但是大型电力变压器的噪声将会超出环境噪声的标准。在电力变压器噪声问题日益突显的今天，寻求有效降低变压器噪声的措施越来越重要。从电力变压器噪声频谱分析，除有中、高频成分外，主要是以低频为主，其中主要分布在100～500Hz，因此电力变压器低频噪声的控制是极具研究价值的。
目前国内对电力变压器噪声的控制主要是从变压器产生噪声的机理出发，对变压器本体噪声和冷却设备噪声进行控制。一般的方法是对变压器铁心材料进行改进，对冷却设备进行优化，对油箱振动进行抑制，采用减振、吸声、隔声等措施。上述办法对中、高频噪声较为有效，但对低频噪声作用就不明显了。目前，有源噪声控制技术的主要应用有：管道噪声有源控制及有源消声器，有源抗噪声耳罩和送话器，变压器、电站噪声有源控制，车厢内部噪声有源控制和飞行器舱室噪声有源控制等等。因此，在三维空间中，针对电力变压器低频噪声的有源噪声控制技术就显的越来越重要了。
1.2 电力变压器的降噪方法
电力变压器的噪声主要由两部分组成：变压器本体噪声和辅助冷却装置噪声。本体噪声包括铁心、绕组、油箱(包括磁屏蔽等)等产生的噪声；冷却装置噪声包括风扇和油泵噪声。
1.2.1 变压器本体噪声的降低
由于电力变压器的本体噪声主要是由铁心产生的，所以降低电力变压器的本体噪声，就要通过减弱铁心噪声实现。具体的措施是从改进材料和设计入手，即为：
(1)选用平整度完好，波浪性小的硅钢片材料；
(2)硅钢片的表面绝缘涂层厚度在50～100 微米范围内为最好；
(3)选取磁致伸缩小的高导优质硅钢片作为铁心；
(4)铁心采用斜接缝、阶梯接缝或多级接缝；
(5)铁心加紧力在0.08～0.12MPa 最为合适；
(6)从铁心的几何尺寸、结构形式和搭接面积方面根据要求合理设计
(7)合理设计绕组的安匝数和分布位置,将漏磁面积减到最小。
通过对铁心的适当控制，可降低变压器本体噪声5～10dB。
1.2.2 冷却设备噪声的降低
在设计时，只要我们合理的控制冷却系统的噪声，就可以有效地降低电力变
压器的噪声，具体措施如下：
(1)为了除去风扇和油泵的噪声，在设计时应尽量采用自冷式代替风冷式或强迫油循环风冷式；
(2)加强油箱与散热片之间的结构，将它们焊接在一起来减小振动；
(3)根据负荷大小运用双速风扇, 在负荷较大时开启高速风扇，在负荷较小
时开启低速风扇。
1.2.3 传播途径的降低
噪声的产生不可避免，从噪声的传播途径出发，使噪声在传播过程中衰减，从而达到降低噪声的目的，可以通过以下措施实现：
(1)在铁心垫脚处和磁屏蔽与箱壁之间加缓冲装置；
(2)在油箱钢板内放置岩棉、玻璃纤维等吸音材料作为隔音层；
(3)使用隔声板将油箱做成全封闭式；
(4)在油箱中安装隔音围屏；
(5)合理布放加强筋的位置，减小油箱振幅；
(6)安装减振装置在油箱底部。
(7)在居民住宅区中可将变压器置于住宅楼半地下室夹层内，夹层与底层住宅间采用隔振措施。控制油箱的振动，并采取隔声、吸声等措施可降低噪声10～20dB。
1.2.4 变压器噪声的有源控制
变压器的噪声主要以低频噪声为主，通常在100～500Hz，同时具有明显的纯音成分，因此可有效地采用有源降噪系统进行控制。在变压器1米以内放置若干个噪声发声器，使它们发出的噪声与变压器发出的噪声互相抵消，利用两个声波相消性干涉或声辐射控制的原理，把变压器的噪声信号转变为电信号，然后放大激励噪声发声器，使得发出的噪声与变压器噪声振幅相等，相位相反，二者作用结果，相互抵消，从而达到降低噪声的目的。这种有源噪声控制系统具有很大的控制矩阵，可配
置许多调节器和传感器，它可将声控装置安装在油箱的任何部位。此声控系统有3个硬件，它们分别是调节器、传感器和电子控制装置。控制器通过专门设计的声音和振动调节器产生数字信号。利用振动调节器可有效停止变压器油箱的噪声传播。声音调节器在100Hz～400Hz范围内具有轻微的谐振，它们位于油箱壁表面，可有效抑制噪声[8]。有源噪声控制系统对变压器噪声的基频降噪量可达15～20dB。
目前许多文献已提出多种有源降噪的方法，有源噪声控制技术在低频降噪方是较易实现的，理论上消声量可达到很高，而且体积小，便于设计和控制。基于以上优点，本论文主要研究针对电力变压器低频噪声的自适应有源降噪方法。
1.3 国内外有源噪声控制技术的发展与成果
有源噪声控制（Active Noise Control，简称为ANC）技术，是指使用人为地、有目的地产生的次级声信号去控制原有噪声的概念和方法。它是利用两列声波相消性干涉或者声辐射控制的原理，通过次级声源产生与初级声源的声波幅值相等、相位相反的声波辐射，二者作用结果，相互抵消，从而达到降低噪声的目的。
有源噪声控制的概念是由德国物理学家Paul Leug(1898-1979)提出的。他在1933 年和1936 年分别向德国和美国的专利局提出了专利申请，此专利名称是“消除声音振荡的过程”。在这项专利中，Leug 利用了人们熟知的声学现象：两列频率相同、相位差固定的声波，叠加后会产生相加性或相消性干涉，从而使声能得到增强或减弱。因此Leug 设想，可以利用声波的相消性干涉来消除噪声。现在，人们一般都认为，Leug 的这项专利是有源噪声控制发展史上的起点[12]。所以，有源噪声控制技术的发展过程可分三个阶段：
第一阶段：继1933 年Paul Leug 提出“电子消声器”专利之后，Harry Olson
在上世纪五十年代初发表两份报告，并做出了一个“电子吸声器”实验装置。随
后不断有人进行这方面的尝试，如变压器噪声控制等。这标志着有源降噪的概念
已引起人们的重视并试图应用于实际。
第二阶段：从上世纪六十年代未至八十年代中期。这期间人们主要致力于管
道有源消声，这主要是由于在管道一阶截止频率下能产生近似的一维平面波，使
得理论分析和电路实现都比较简单。管道有源消声主要解决“声反馈”和消声频
段扩展问题，电子线路一般仅实现延迟、反相、功率放大等功能。这一时期的成
功导致出现管道有源消声器商品投入市场，并引起噪声控制人员对有源噪声控制
的极大兴趣。
第三阶段：由于高速数字信号处理芯片的出现以及信号处理技术，如自适应
滤波的进步，这一阶段有源消声的发展以自适应，三维空间有源消声为标志，这
一发展最终将导致实用的自适应有源降噪系统出现，并有可能使有源降噪成为一
种有效的噪声控制手段。关于三维封闭空间或有界空间有源消声，目前人们感兴
趣的主要有螺旋桨飞机舱室，汽车驾驶室，各类船舶舱室以及强噪声环境下工作
车间等的有源噪声控制。封闭空间有源消声从理论到技术实现上较管道有源消声
都要复杂得多。围绕这个问题，近几年来人们的研究兴趣主要集中在两个方面：
(1)针对不同的噪声源和消声环境，对一定的消声空间(局部或全空间)，消
声频段，从理论上探讨消声的可能性及可行性；确定消声准则；设计优化消声所
必需的传感器阵和次级声源阵；探讨消声机理等。
(2)根据系统设计要求及噪声统计特性，设计并实现符合要求的控制器(包括控制器的结构和算法)。当前有源噪声控制技术一般应用到如下的场合：(1)管道声场；(2)自由声场（如旷野中的变电站噪声、大型电力变压器噪声、交通道路噪声、鼓风机
和抽风机等机械设备向空中辐射的噪声等）；(3)封闭空间声场（如办公室、工作间、汽车车厢、船舶、飞机舱室中的噪声）。因为有源噪声控制技术在低频范围、硬件可行性及成本等方面有着无源噪声控制技术无可比拟的优越性，所以它已经成为噪声控制界的一个研究热点。随着有源降噪技术的日趋成熟，一些工程设计也取得了良好的效果，如管道有源消声器和有源降噪耳罩等。世界各国的公司也纷纷推出自己的产品，如美国DIGSOMX 公司推出的管道有源消声系统，在40～150Hz范围内消声量为12～20dB；BOSS 公司设计的有源抗噪声耳罩在30～1000Hz 范围内获得约25dB
的降噪量。
有源噪声控制研究在20 世纪80 年代中期至90 年代中期达到高潮，其中以英国南安普敦大学声与振动研究所(ISVR)的P.A.Nelson、S.J.Elliott 等人的研究最为出色。他们的研究以抵消螺旋桨飞机舱室噪声为主要应用背景。除此之外，还研究了封闭空间声场中存在结构——声腔耦合的情况下有源控制规律、声波通过弹性结构透射进入声腔的有源控制、双层结构有源隔声、分布声源控制结构声辐射等等。他们在有源噪声控制应用方面最典型范例是：在一架BAe748 双发动机48 座螺旋桨飞机，其巡航速度发动机转速为14200r/min，因而其桨叶通过频率基频为88Hz。为了抵消此飞机的舱室噪声，他们用16 只扬声器做次级声源、32 只传声器作误差传感器，这种次级声源和误差传感器布放有效地将88Hz 的基频噪声降低了13dB。
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。线圈绕组中有电流流过时，因漏磁产生的电磁力会引起绕组、箱壁的振动和噪声，但是相对于磁致伸缩振动会小很多。在振动传播的过程中，变压器的其他部件与铁芯处主要振动频率相近时会产生谐振，从而造成噪声增大的现象。
变电站的噪声及其控制
第 1 页 共 2 页 变电站的噪声及其控制
变电站是电力系统的重要组成部分，其主要功能是将电力从高压输电线路转换为适合分配到用户的低压电力。然而，变电站的运行难免会产生一定的噪声，这对周边环境和居民的生活造成了一定程度的影响。因此，对变电站的噪声进行控制是非常重要的。
变电站噪声的来源主要包括变压器、断路器、开关设备、冷却设备和风扇等。这些设备在运行时会产生较高的噪声，尤其是风扇和冷却器通风系统所产生的噪声。此外，变电站周边的环境噪声也会影响到变电站的噪声水平。
为了控制变电站的噪声，可以采取以下措施：
1. 安装隔音罩或隔音板：在变电站设备周围安装隔音罩或隔音板，可以有效地吸收噪音，并减少其传播到周边环境的影响。
2. 优化设备运行方式：改变设备的运行方式，如减少风扇和冷却设备的运行时间或降低其转速，可以减少噪音的产生。
3. 修理和维护设备：定期检查和维护变电站设备，包括紧固螺丝、更换磨损的零件等，可以减少设备的机械噪音。
4. 增加噪声屏障：在变电站周边设置噪声屏障，如植物、围栏、墙壁等，可以减少噪声的传输和反射。
5. 合理布置变电站：在设计和建设变电站时，应采用合理的布局设计，将噪声敏感区域与噪声源隔离，减少噪声的传播。 第 2 页 共 2 页 6. 提供隔音措施：对于邻近居民区域，可以为居民提供隔音措施，如安装窗户隔音玻璃、加装隔音门等，减少噪音对居民生活的影响。
7. 加强环境监测：定期对变电站及其周边环境进行噪声监测，及时了解噪声水平，并采取相应措施进行调整和改善。
在控制变电站噪声的同时，还需要注意以下几个方面：
1. 安全性：在进行噪声控制时，要确保设备的安全运行，不影响变电站的正常工作。
2. 经济性：应根据噪声控制的需要和经济能力进行评估，并选择合适的措施和设备进行噪声控制，以实现经济效益和环境效益的平衡。
3. 法律法规：在进行噪声控制时，要遵守相关的法律法规和标准，确保变电站的噪声水平符合规定。
关于非晶变压器噪音产生原因及处理措施的探讨
关于非晶变压器噪音产生原因及处理措施的探讨
【摘 要】非晶变压器的噪音污染问题随着电气时代的变迁正在逐步地显示出来，所以如何控制降低变压器噪音始终是变压器领域的一大难题。本文介绍了变压器噪声的类型，分析了变压器空载噪声产生的原因及因素，并提出了降噪声有效措施。
【关键词】非晶变压器；噪声；产生原因；有效措施 目前，我国非晶变压器噪声水平与环保要求还有一定的差距，甚至很大。尽管我们做了不少工作，但是还不适应形势发展的需要。因此，我们必须采取有效措施和方法，尽快把变压器噪声降下来，满足环保节能要求。
1.非晶变压器噪声变压器噪声产生的原因
变压器发出的可听见的噪声是由铁心的磁致伸缩变形和绕组、油箱及磁屏蔽内的电磁力所引起的。具体来说，变压器噪声共有3个声源，一是铁心，二是绕组，三是冷却器。铁心产生噪声的原因，是构成铁心的硅钢片在交变磁场的作用下，会发生微小的变化即磁致伸缩，磁致伸缩使铁心随励磁频率的变化作周期性振动。绕组产生振动的原因是电流在绕组中产生电磁力，漏磁场也能使结构件产生振动。
2.非晶变压器噪声变压器噪声的类型
变压器本体噪声主要有硅钢片磁致伸缩引起的铁心振动、硅钢片接缝处和叠片之间漏磁引起的铁心振动、绕组振动等。
（1）漏磁引起的绕组振动噪声绕组负载电流产生的漏磁将引起绕组的振动，当变压器的额定工作磁通密度在1.5～1.8t范围时，这种振动与磁致伸缩引起的铁心振动相比很小。
（2）冷却装置带来的运行噪声干式变压器采用强迫风冷时，变压器的冷却装置等附件也会产生噪声，与变压器本体噪声的机理一样，冷却装置的噪声也是由于它们的振动而产生的。
（3）硅钢片磁致伸缩引起的噪声铁心励磁时，沿磁力线方向硅钢片的尺寸发生变化，而垂直于磁力线方向的尺寸发生相反的变化，磁致伸缩使得铁心随着励磁频率的变化而周期性振动。
（4）电磁作用引起的铁心噪声硅钢片接缝处和叠片间存在因漏磁而产生的电磁吸引，由此引起铁心振动。
全户内变电站主变散热、降噪方案研究
中国电力教育 ２０１０年管理论丛与技术研究专刊
全户内变电站主变散热、降噪方案研究
胡 波 高 或 郑 杰
（山东电力集团公司淄博桓台县供电公司，山东 桓台２５６４００）
摘要：介绍了分体式变压器在城区全户内变电站的应用及主变压器的散热和降低噪音的解决方案，优化了
全户内变电站的设计。 关键词：分体式；变压器；全户内；变电站
随着我国城市化进程不断加快，城市建筑物的拥挤
情况愈来愈严重，从而对变电站的建设提出了更多的限 制。作为向城市供电的变电站，尽管它所要求的用地面
积并不大，但由于它落点的普遍性，在许多场合下，往
往成为城市建设用地规划中的一个难题。 全户内式变电站不但在占用土地面积的节约上具有
明显的优势，在电气设备抗污染方面更具有优异的效 果，从而大大减少维护工作量，提高了运行的可靠性。
本文所介绍的分体式变压器在城区全户内变电站的应用 及主变压器的散热和降低噪音的解决方案，优化了全户
内变电站的设计，使全户内变电站以更合理的设计、更
紧凑的结构，更美观的外型、更节能环保的设备成为中 心城区变电站的首选模式，具有较高推广价值。
一、总体设计
１．主变压器选型 （１）型号要求。主变压器的选择应充分考虑电网在 布局方面存在的较为突出的问题，使变电站在建成投产 后能方便快速地进行调荷节电，使电能得以充分利用，
发挥其最大的经济效益，同时极大地改善对工业、农村 的用电保时率与可靠性。因此，选择的主变压器为：主
变压器选用三绕组低损耗标准阻抗有载调压三相变压器， 型号为ＳＳＺＩｌ～５００００／１１０，容量比：１００／１００／１００，电压
比：（１１０±８）×１．２５％／（３８．５±２）×２．５％／１０．５ｋＶ， 接线组别：ＹＮ，ＹＮＯ，ｄｌｌ，短路阻抗，ＵＫ（高一中）＝
１０．５％，Ｕｋ（ｉ￣一低）＝１７．５％，Ｕｋ（ｉ￣一低）＝６．５％。 主变压器中性点接地方式：１ １０ｋＶ侧中性点直接接
地，１０ｋＶ侧经消弧线圈谐振接地。
变压器噪声分析
变压器噪声分析 郭宏图汾西矿业集团公司发电厂山西灵石０３２３００ 【摘要Ｊ通过介绍变压器噪声的产生，分析影响噪声的因素，并提出了噪声的控制措施，指出只要采用合理的技术措施，就能降 低变压器噪声的污染。 【关键词】变压器噪声 磁致伸缩 振动 中图分类号：ＴＭ４１１文献标识码：Ａ文章编号：１００９．４０６７（２０１Ｏ）１１．２３０－０２ ０引言 随着国民经济的不断发展，城市用电量逐年增加，输变电设备的电压等级 不断提高，高压输电线路被逐渐引进城市，许多高电压、大容量的大型电力变 压器的安装地点正逐渐进到市内。变压器连续运行所发出的噪声对人们的正常 生活和工作将造成影响，夜间的影响尤为严重。变压器的噪声不但污染环境，危 害人类健康，影响设备的正常运行和使用寿命，而且还影响到变电站的占地面 积。变压器的噪声与其电气性能的机械性能一样，都是变压器极为重要的技术 参数。各变压器制造厂商也一直对变压器的噪声问题进行深入的研究，并提出 各类降噪措施以有效地降低变压器的噪声给人们工作和生活带来的影响。 １变压器噪声的产生 变压器的噪声和排风风扇的噪声构成变电站的主要噪声。其中，变压 器的噪声以低频噪声为主，而排风风扇的噪声以中、高频噪声为主。变压器 噪声共有三个声源，一是铁心，二是绕组，三是冷却器，即空载、负载和冷 却系统引起的噪声之和。 铁心产生噪声的原因是构成铁心的硅钢片在交变磁场的作用下，会发生 微小的变化即磁致伸缩，磁致伸缩使铁心随励磁频率的变化做周期性振动。 磁致伸缩是铁磁物质（磁ｌ生材料）由于磁化状态的改变，其尺寸在各方向发生 变化。绕组产生振动的原因是电流在绕组中产生电磁力，漏磁场也能使结构 件产生振动。电磁力（和振动幅值）与电流的平方成正比，而发射的声功率与 振动幅值的平方成正比。因此，发射的声功率与负载电流有很明显的关系。 近年来，由于铁心叠积方式的改进和心柱及铁轭都用环氧玻璃丝粘带绑 扎，硅钢片接缝处和叠片之间的电磁吸引力引起的铁心振动，比硅钢片磁致１申 缩引起的铁 振动要小得多，可以忽略，而变压器的额定工作磁密通常取１．５～ １．８Ｔ，国内外研究和试验均证明，在这样的磁密范围之内，负载电流产生的漏 瓷引起的线圈、箱壁的振动比硅钢片磁致伸缩引起的铁 振动要小得多，也可 以忽略。这就是说变压器本体的振动完全取决于铁心的振动，而铁心的振动可 以看作完全是由硅钢片的磁致伸缩引起的，通过铙 妻脚和变压器油传递给箱体 和附件。变压器本体的噪声是由２倍电源频率为基频的噪声和频率为基频整数 倍的低频噪声所构成的。变压器铁心噪声的频谱范围在ｌ００～５００Ｈｚ 与变压器本体噪声的机理一样，冷却装置的噪声也是由于它们的振动 而产生的，其振动的根源在于：冷却风扇和油泵在运行时产生的振动；变压器 本体的振动通过绝缘油、管接头及其装配零件传递给冷却装置，使冷却装置 的振动加剧，噪声加大。另外，当铁心加热以后，由于谐振频率和机械应力 的变化，其噪声会随温度的升高而增大。而运行现场的环境（如周围的墙壁、 建筑物及安装基础等）对噪声也有影响。 ２噪声的危害 噪声级为３０～４吩贝是比较安静的正常环境；超过５吩贝就会影响睡眠和 休息。 ７Ｏ分贝以上干扰谈话，造成心烦意乱，精神不集中，影响工作效率，甚至 发生事故，长期工作或生活在９ｏ分贝以上的噪声环境，会严重影响听力和导致其 他疾病的发生。当Ｘ；￣Ｅ１００分贝左右噪声环境中工作时会感到刺耳、难受，甚至 引起暂时陛耳聋 １４０分贝的噪声会引起眼球的振动、视觉模糊，呼吸、脉 膊、血压都会发生波动，甚至会使全身血管收缩，供血减少，说话能力受到影响。 听力、神经和心血管是噪声最易损害的三大系统。 首都医科大学附属朝阳医院职业病与中毒医学科的郝风桐主任介绍，噪声 对人的不良影响主要表现在神经系统，血管和听力损伤上。在噪声的影响下，人 体内的高级功１ｉ皂｛同节中枢会出现功能紊乱。而且原来就有神经衰弱综合征的人 群出现对噪声神经衰弱反应的要远远高于其他人群。有高血压、冠Ｊ 病等心血 管问题的人，如果在噪声环境中工作，那么他们的心血管疾病发病率也要高于 不在这种环境里工作的普通人。虽然不在噪声环境中工作的人也会出现类似的 疾病，但是发病率要小得多，所以噪声是这些疾病的起码参与因素。 ２３０ 中国电子商务．．２０１０．１１ 职业性噪声性听力损伤则不同，如果不从事噪声环境的工作，病人是可 以不出现损伤或耳聋的，所以这种听力损伤已经被政府定为法定的职业病。 另外，和噪声长期经常性接触，人的内分泌系统也会出现严重的问 题。在噪声致病的过程中，９０分贝是道明确的坎儿，超过９Ｏ分贝后人与人之 间的个体差异就不明显了，这种噪声对绝大部分的人都有不良影响，可引发 各种疾病。—直保持一个状态的稳态噪声对人的损害要小于同样分贝但声音 忽大忽小的脉冲噪声，突然出现的１００分贝的噪声甚至可能让人瞬间耳膜穿 孔，听力丧失，所以噪声是公认的常见污染因素。 ３变压器噪声的影响因素 ３．１电力变压器 ３．１．１铁心结构的影响。噪声与心柱和铁轭直径、铁心窗高、铁心窗口 宽度、铁心质量有关。铁心质量每降低ｌｔ，噪声可降低１／３ＯＢ（Ａ）值。铁 心窗高与铁心直径的比值每减小０．１，电力变压器噪声就要降低２—３ｄＢ。 ３．１．２空载噪声的频率是以两倍电源频率为其基频的。铁心中除了基频 磁通外，还有高频磁通，所以空载噪声频率也存在二次以上的高频频波。当 铁心油箱的固有频率与噪声频率接近时，将发生噪声共振现象，使噪声增 大。因此，电力变压器铁心和油箱的固有频率要避开一些高频频波。 ３．１．３为了防止铁心共振，在设计低噪声电力变压器时，还要考虑铁心 的自振频率。当电力变压器的额定频率为５０Ｈｚ时，铁心的自振频率应避开 以下频带：７５－１２５Ｈｚ，１６５－２３５Ｈｚ，２７５－３２５Ｈｚ，３７５ ４２５Ｈｚ。如自振频率 避开共振频带，铁心将不会产生 振。 ３－２干式变压器 ３．２．１变压器噪声主要起源于铁芯，设计时所取铁芯直径及磁通密度的 大小，对变压器噪声有直接的影响。噪声与铁芯尺寸及磁通密度都是成正比 例的。一般情况下，磁通密度每增加０．１Ｔ，变压器的噪声将增加２～３ｄＢ （Ａ），所以，设计时应尽量减小磁通密度。 ３．２．２铁芯制造工艺对噪声也有较大影响。如果硅钢片毛刺增大，变压 器噪声就会有明显增加。还有铁芯紧固问题，现在干式变压器铁芯多采用环 氧树脂固化来替代绑扎，这种方法能降低噪声２ｄＢ（Ａ）左右。但若树脂涂 覆不好，或由于树脂质量差及调配比例不当引起树脂脱落，则会增加变压器 噪声。因此，现在有不少厂商在采用树脂固化的同时再外加绑扎，其可靠性 有了较大提高，噪声一般比较稳定。 ３．２．３振动是噪声产生的根源。变压器噪声是由于铁芯的振动并通过与其相 连的物体的传播而发出的。因干式变压器铁芯是裸露在外的，故它所发出的噪声 传播衰减很少。要降低噪声，一要紧固铁芯，二要隔离振动。隔离振动有两种方 法一种是在铁芯与其接触件（如夹件、底脚等）之间加上弹性隔振材料另一 种是当变压器安装时，在变压器与其他设备及基础间安装隔振材料（有部分运行 中的变压器是直接安放在基础槽钢上的，这样将增大噪声）。隔离处理降低噪声 效果明显。以１０００／１０ｋＶ的干式变压器为例，—般降低４～５ｄＢ（Ａ）左右。 ３．２．４变压器运行环境对噪声也有～定的影响。当变压器与高低压开关 柜安装在一起时，就会产生声级的叠加 当变压器与开关柜共用基础槽钢时 影响更大，有时还会产生共振。另外，当变压器室空间太小时，噪声的反射 就会十分明显，噪声也会增大。当噪声过大时，室内应做消声设计。 ４噪声的传播途径 变压器通过空气向四周发射的噪声是由两部分噪声合成的，一部分是 由于箱壁振动而产生的本体噪声，另一部分是由于冷却风扇和油泵振动产生 的冷却装置噪声。 变压器本体噪声完全取决于铁心的磁致伸缩振动。铁心的磁致伸缩振 动是通过两条路径传递给油箱的，一条是固体传递路径——铁心的振动通过 其垫脚传至油箱；
干式变压器噪声分析与控制
２０１２年第２７期 。机械与电子０ 科技信息
干式变压器噪声分析与控制 李嘉华 （顺特电气设备有限公司广东佛山５２８３００） 【摘要】随着电力系统的发展，国家环保政策的相继出台，基于可持续发展思想的电力电气设备越来越引起人们的广泛关注。本文从干式 变压器出发，着重分析了干式变压器的噪声以及控制方面的问题，为减少自然界中的噪声危害有重要的现实意义。 【关键词】可持续发展；干式变压器；噪声；控制 ０引言 随着电力系统的发展．干式变压器在电力网中的应用范围越来越 广泛，特别是在６ ３５ｋｖ电力网的实际应用中．干式变压器表现出良 好的绝缘、防潮、维护方面等一系列优点．特别是国家出台了一系列与 环保相关的国家政策．对于电力设备制造单位来说．最大限度的降低 噪声是体现国家可持续发展以及科学发展观的良好途径。而在干式变 压器中噪声问题是干式变压器运行的附带产物．干式变压器的正常运 行都会产生一定的噪声．然而如何有效的对噪声进行控制以及最大限 度的降噪是一个重要的课题 １ 干式变压器噪声来源 干式变压器的噪声来源主要分两种情况．即变压器正常运行所具 有的噪声以及变压器由于故障而产生的异常噪声 这两种情况都能导 致噪声的产生．但产生根本原因却不一样．下面将对这两种噪声来源 进行讨论。 １．１正常运行噪声来源分析 在正常运行时，干式变压器由于绕组线圈的振动、硅钢片的磁致 伸缩以及振动、冷却装置的运行等．都会产生变压器正常运行时的噪 声 以下是几个主要的正常噪音来源 １）漏磁引起的绕组振动噪声。变压器正常运行时。干式变的绕组 线圈中会有负载电流通过．如果此时有一定的漏磁现象．那么会在一 定程度上引起干式变压器绕组线圈的振动从而产生噪声．这种噪声一 般断断续续，声音较为低沉。 ２）硅钢片磁滞伸缩引起的噪声。铁芯励磁时．沿磁力线方向硅钢 片的尺寸发生变化．而垂直于磁力线方向的尺寸发生相反的变化。磁 滞伸缩使得铁芯随着励磁频率的变化而周期性振动从而产生噪音．这 种类型的噪声呈现明显的波浪状 ３）电磁作用引起的铁芯噪声 硅钢片接缝处和叠片间存在因漏磁 而产生的电磁吸引．由此引起铁芯振动 由于铁芯叠积方式得到不断 改进，接缝处和叠片之间的电磁吸引力引起的铁芯振动小得多．因此 这部分噪声通常可忽略不计 ４）冷却装置带来的运行噪声。干式变压器采用强迫风冷时。变压 器的冷却装置等附件也会产生噪声。与变压器本体噪声的机理一样． 冷却装置的噪声也是由于它们的振动而产生的 冷却装置振动的根源 在于两方面。一是冷却风扇在运行时产生的振动．二是变压器本体振 动通过管接头及其配件传递给冷却装置．使冷却装置的振动加剧．辐 射的噪声更大。 １．２异常运行噪声来源分析 在干式变压器正常运行的情况下．由于电力系统当中．电网电压 以及用电负荷性质的变化都可能会引起变压器在运行中产生噪声．这 类噪声来源主要表现下面几个方面 １）干式变压器由于电网电压的变化引起振动 由于电力系统当中 有的时候电压波动较大．当电网电压比较高的时候．由于电压的升高 导致在单位面积内通过的磁力线的数量大幅度的提高．也就是磁通密 度增大。这样在局部会生成不等的电磁力导致绕组或者铁芯的硅钢片 振动产生噪声 ２）干式变压器由于用电负荷性质的变化引起振动。电力系统中电 力负荷的性质是变化的．三相负载的不对称性．使得输出的零序电流 较大。这样就会在干式变的铁芯中产生较大的零序磁通。这样就会产 生一定的电磁力，导致干式变振动产生噪声 ２设计参数对干式变压器运行产生噪声问题的分析 １加 噪声主要的来源是铁芯的振动．在干式变压器的制造以及设计过 程中．铁芯的直径与磁密的大小直接影响到干式变噪声的强弱变化． 为此合理的设置铁芯尺寸以及选取磁密大小是保证干式变有效降低 噪声的重要途径 ２．１铁芯尺寸与干式变压器噪声关系 如图１所示．干式变压器的铁芯直径越大．对应的振动也会越明 显，产生的噪声等级也就越高。 ＝ ％ １ｌ 孽 ０ ｌｏｏ ２ａＯ ３Ｏ０ ４００ ５ｏ０ 铁心直径Ｄ／ｍ 图１ 干式变压器铁芯尺寸与干式变压器噪声关系 ２．２磁通密度大小与干式变压器噪声关系 干式变压器的磁通密度对于铁芯噪声的产生也有一定的影响．查 阅相关资料可以知道，在１￣１．８１＂的磁通密度范围之内，如图２所示， 磁通密度越高铁芯产生噪声也就越明显。但是为了能有效的励磁，一 般磁通密度的选择在１．２一１．８Ｔ之间。 ｔ．２ 鼍Ｉ．０ 整 ８ ■０．６ ¨ 墨ｏ．２ Ｏ Ｉ １．２ １．４ ｔ．６ １．０ 曩鼍毒虞ｊ／Ｔ 图２干式变压器磁通密度与铁芯噪声标幺值关系 ３干式变压器产生噪声的危害 在变压器运行的自然环境中．对人的危害自然是最高的．如何对 自然界的干式变压器噪声进行控制是实现降噪的有效手段 相关研究 表明．长期遭受噪声的困扰对人的神经系统等产生一定的影响。干式 变压器产生的低频噪声会对人体产生慢性损伤，容易使人烦躁、易怒， 有时甚至失去理智．长期受袭扰的话。还可能造成神经衰弱、失眠等神 经系统疾病．如果孕妇长期处于低频噪声中也会影响到腹中胎儿的发 育 中国疾控中心环境影响评价室的专家指出．低频噪声对生理的影 响虽然没有高频噪声那么明显，但它可以直达人的耳骨．使人的交感 神经紧张。导致心跳过速、血压升高、内分泌失调等症状。由于低频噪 声主要是通过结构传声的．所以很容易引起人的感觉共鸣。一般而言， 人对低频噪声的忍耐程度相对也较低。正常情况下，３Ｏ至３５分贝一 般人还能接受．３５分贝以上就会有人明显感觉到心慌、烦躁等不舒服 情况。 ４干式变压器噪声的控制 在干式变压器的运行中，振动是产生噪声的重要因素，有效的减 少变压器铁芯等的振动．是降低以及控制噪声危害的最好的方法。在 目前的降噪手段看来，无非是从产生噪声源以及在噪【下转第１４６页）
变电站变压器类设备噪声预测与控制优化
132023.07.
DQGY
CHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRYPRODVCT AND TECHNIC产品与技术
变电站变压器类设备噪声预测与控制优化
苑 臻1 李慧奇1 吴 鹏2（1.华北电力大学 2.河北省电力经济研究院）
摘要：随着电能的不断发展，变电站噪声问题越来越受到公众重视，变电站噪声的控制显得十分重要。变
电站噪声对变电站环保评估有重要影响，更加精准有效地降低变电站噪声显得尤为重要，本文通过对比
Cadna/A软件与有限元计算软件comsol与LMS，提出一种简单有针对性的变电站低频噪声预测计算方法，
并对变电站主要声源附近低频噪声控制提出针对性方案，为变电站噪声控制提供思路。关键词：变压器噪声；声源等效模型；有源降噪；有限元计算
基金项目：河北汇智电力工程设计有限公司科技研究项目“基于数字孪生的变电站噪声预测评估关键技术研究与应用”，项目编号：HZHTCG2021-13。0 引言
变电站噪声问题日渐突出，变电站噪声验收已经
成为环评的重要因素。简单有效的变电站噪声预测显
得十分重要。目前常用的噪声预测软件为Cadna/A和
SoundPlan，孙和泰、华伟等[1]学者利用Cadna/A进
行变电站噪声预测和噪声控制。Cadna/A对于变电站
噪声的预测存在不足，Cadna/A是根据声能量进行迭
加计算的，相对于有限元计算计算速度十分迅速，但
是细节分析不足。目前国内外很多学者使用comsol有
限元软件进行变电站主要声源细致研究[2-4]，Liming
Ying，Donghui Wang等[2]学者使用comsol有限元仿
真软件对某110kV电压等级三相一体油浸式变压器
进行详细的建模计算，对变压器作为变电站声源进行
详细分析，能够准确计算变压器近场噪声。相对于Cadna/A有限元计算量巨大，计算时间很长，定向细节方面有效分析计算更为精确。
本文在综合分析其他学者研究的基础上，提出
一种更具有针对性的噪声预测与控制方法，即利用
220千伏高压变电站噪声污染预测与防治技术分析
220千伏高压变电站噪声污染预测与防治技术分析
摘要220千伏高压变电站实际运行期间，通常有噪声污染情况产生，如何更好地预测和有效防治噪声污染。对此，结合工程实例，给出相应的设计方案解决同类变电站存在的问题提供有指导或参考。
关键词：噪声污染；变电站；高压；预测；防治技术；
前言
变电站，为电力系统内部变换电压及电流，实施接收和分配的重要场所。随工业及相关领域持续发展，对电能需求量持续增加，城市中变电站实际运行所产生噪声污染问题也日趋严重化，对周边居民正常的生活产生严重影响。对此，有效预测及科学防治高压变电站中噪声污染问题备受关注及重视。综合分析高压变电站中噪声污染有效预测及其防治技术，有着重要意义和价值。
1.
工程背景
220千伏百业站位于东莞市寮步镇寮城中路，为户内式变电站，计划于2021-2022年进行生产建设。对220千伏百业站现场情况进行了建模分析，明确了潜在的噪声污染源及其可能造成的影响，并在此基础上针对性编制了噪声污染治理技术方案。
1.
变电站噪声环境检测内容与评价标准
2.1噪声污染评价标准
（1）厂界环境噪声评价标准 本次220千伏百业站厂界环境噪声评价内容为昼夜厂界LA值，评价标准依据GB 12348-2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》2类声环境功能区进行评价，评价标准见表3-1：
表3-1工业企业厂界环境噪声排放限值（等效声级）单位：dB（A）
厂界外声环境功能区类别 时段
昼间 夜间
0 50 40
1 55 45
2 60 50
3 65 55
4 70 55
注：1、本次地点为2类声功能区。
2、以上数据为等效A声级；
3、夜间频发噪声的最大声级超过限值的幅度不得高于10 dB(A)； 4、夜间偶发噪声的最大声级超过限值的幅度不得高于15 dB(A)
（2）敏感点环境噪声评价标准
220千伏百业站敏感点环境噪声评价内容为昼夜厂界LA值，评价标准依据GB 3096-2008《声环境质量标准》2类声环境功能区进行评价，评价标准见表3-2：
变电站的噪声分析与治理方案
变电站的噪声分析与治理方案
随着城市的迅速发展和经济的快速增长，电力能源的需求也急剧增加。电站和变电站是电力系统的重要组成部分，为城市和机构提供必要的电力支持。然而，在变电站运营期间，会产生大量的噪声，给市民和周边居民带来极大的困扰和不适。变电站噪声的问题一直是公众关注的焦点，对于改善环境、提高居住质量和增强城市的居民生活水平都有着重要的意义。本文将讨论变电站噪声的原因、分析方案和治理措施。
一、变电站噪声的原因
变电站噪声的来源主要有以下几个方面：
1、变压器的振动
在工作期间，变压器主体会出现振动，因为变压器内部会产生磁场和电流，这些磁场和电流会引起变压器的运动，从而产生噪声。
2、电缆的噪声
当电缆传输电能时，由于电缆存在阻抗差异并且电磁场会通过空气和空间传输，这些因素会在电缆周围产生磁场和电流，进而导致噪声产生。
3、通风设备的噪声
处理热量和保持设备正常运转需要使用通风设备，通风设备的运作会产生噪声。 二、变电站噪声的分析
变电站噪声的频谱分析极其复杂，需要采取实验和分析方法进行评估。噪声分析是对噪声产生因素的阐述和对噪声影响范围的评估，其目的是为改善变电站噪声水平提供数据支持。
在变电站噪声分析中，需要进行以下内容：
1、测量噪声水平
使用测量仪器定量测量变电站内和外部环境的噪声水平，以获得环境中出现的噪声和噪声对周边居民的影响等信息。
2、频率分析
通过分析变电站产生的噪声的频谱，可以确定不同区域噪声的影响，以及不同引起噪声的因素所产生的频率组成。
3、贡献度分析
分析不同因素对噪声产生的影响程度，可以确定需要进行的针对性措施。
三、变电站噪声治理措施
了解变电站噪声的来源后，可以采取一定的措施降低噪声水平。以下是常见的治理措施：
1、减少振动
采用减震措施，减少振动和噪音产生，使用粘性橡胶减震器、紧固螺栓减震器等，在减少噪声产生的同时，也可以提高设备运转的安全性。 2、材料绝缘
城区变电站噪声治理技术探讨[赵1]
城区变电站噪声治理技术探讨[赵1]
摘要：本文对位于城区变电站的噪声进行分析，指出噪声主要来源于主变压器和排风机。从选址、节能环保、降噪等角度对户内变电站进行研究，提出城区变电站噪声控制方案。城区变电站通过采用自然通风和机械通风相结合的方式，比如冬季和过渡季节采用自然通风，夏季采用机械排风，并根据主变压器室内温度改变自动控制风机运转台数，以达到节能目的；另外，主变压器室和风机房采用消声百叶窗，墙面布置双层吸音墙，有效降低噪声的排放，避免噪声对站区周边居民的干扰。
关键词：城区变电站；噪声；治理
随着城区用电负荷需求不断增大，进驻城区的变电站越来越多。但同时由于城市用地资源的紧缺，越来越多的变电站布点深入到城市中心，造成部分变电站与居民区的距离较近；同时，国家的环境保护相关的法律、法规不断完善，公众的环保意识越来越强，由于距离居民区更近，更容易产出环境污染问题，特别是噪声污染问题，成了人们关心的热点问题。
1城区变电站噪声超标的主要原因
1.1 噪声来源过于强大
变电站的可变性噪声源并不是静态的数据，它会伴随着工作电压的提升而逐步增加。一般来说，110kV变电站的噪声抗压强度为60-70dB(A)，220kV变电站为65-75dB(A)，500kV变电站为70-80dB(A)。假如在变电站建设中不实施相对应的噪声防护措施，主变压器的噪声源便会很大。[赵2]当变电站处在重过载运行时，主变压器超负荷运转会造成声源处抗压强度太大，造成变电站周边墙内噪声超出相对应规范限制值，危害周边声生态环境。除此之外，在一些老旧的变电站中[赵3]，因为设备老化比较严重或变电站内主变压器型号规格年久，变电站周边的墙内噪声会超出对应的规范限制值。 1.2 变电站本身的平面布置不合理
变电站设置不科学是造成噪声的原因之一[赵4]。现阶段变电站的布局分成户外、房间内和半室内[赵5]。室外变电站主要设备有变电器、隔离开关、高压隔离开关等；除控制系统和DC配电设备外，这类变电站占地总面积大，主变压器的布局形式无遮无挡，造成的噪声能直接向四周辐射。房间内变电器的隔离开关、高压隔离开关等主要设备均布局在室内变电站内；这类变电站占地总面积小，布局紧密；因为主变压器在室内，被混凝土墙体屏蔽掉，主变压器造成的噪声影响不大。半室内变电站就是指除主变压器外，别的全部配电设备均设在房间内的变电站；这类变电站遮盖的地区处于户外变电站和房间内变电站中间；由于主变压器是无阻碍的，因此造成的噪声能直接辐射源到周边。