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降低大型电力变压器铁心噪音的工艺措施

作者:康宏彪 张贤国 陈宇鹏 刘凡  来源:山东达驰电气有限公司 
评论: 更新日期:2013年11月20日

        为什么采用五级步进叠片能够降低铁心损耗和噪音呢? 因为相对于两级步进而言,一个接缝截面上每10个叠片单元,就有5个接缝;而五级步进只有2个接缝,磁力线集中的区域减少,在接缝处磁通分布较均匀,又使气隙中的磁密大大降低,从而有效降低了接缝处由磁吸力引起的噪音。本体噪音大部分来源于铁轭的振动,增加铁轭末级(最小级)片宽与倒数第二级一样,可以增大铁轭的截面,降低其磁密;增加末级片宽,也能增大夹件与铁轭的接触面积,使铁轭受力均匀,增加夹紧力,综合两个因素,能够有效降低噪音。
        2、提高大型电力变压器铁心夹紧力和绑扎力,降低变压器的噪音。铁心夹紧力应在0.25~0.37MPa,220kV级以上的大型电力变压器更应控制在0.31~0.37MPa,使铁心片的弯曲不大于0.2%,波浪度<3mm。试验统计表明,改善铁心夹紧力能够使变压器的噪音降低3~5dB。但是夹紧力不能太大,否则会破坏硅钢片漆膜,使铁心涡流损耗增加。夹紧具体操作过程:分别用两个G型卡子卡住上下轭,旋紧丝杠,保证铁心压紧后,再安装横梁、垫脚和侧梁,可通过力矩扳手合理控制夹紧力。夹件紧固时,铁轭上下的横梁和垫脚与拉带紧固同时进行,保证夹件上下受力均匀。G型卡子如下图3
        图3:铁心夹具:G型卡子
        Fig.3  The core clamp: the “G” form clamp
        对于铁心心柱的绑扎,本工艺技术采用国外最新发明的一种新型绑扎材料--铁心PET绑扎带(见附图4照片)。该绑扎技术为近年发明的最新工艺技术,特别是将进口聚酯材料PET绑扎带应用到电力变压器铁心绑扎工艺上,属于技术创新。PET绑扎带可用普通的打包机进行打包绑扎。铁心绑扎PET绑扎带后,在变压器铁心烘干过程中,PET绑扎带能够受热而收缩,比传统环氧玻璃粘带绑扎更紧,从而减小变压器铁心的振动噪音。
        图4照片:铁心PET绑扎带
        Fig.4  The photo of the core “PET” band
        3、铁心端面刷胶。在大型电力变压器铁心端面上涂环氧胶或聚酯胶,可增加铁心表面张力约束,也可以起到减少磁致伸缩量,降低噪音的作用。例如J-7双组份改性环氧专用胶是适用于变压器必威体育官方网站 的一种专用新型胶,用于变压器铁心端面涂刷。该胶不溶于变压器油,刷胶后使铁心端面形成一个刚性整体,减少铁心片间振动,降低变压器噪音。刷胶涂层厚度一般以50~100μm为宜,太薄降噪效果不明显,太厚又影响铁心散热。
        4、在加工工艺质量控制方面:应防止和减少硅钢片在加工、生产过程中受到机械撞击,否则会使硅钢片的磁致伸缩加大,从而增加铁心的噪音,比如现在广泛采用的不叠上铁轭工艺。减小铁心接缝可以降低振幅,同时减小变压器的励磁容量及励磁电流,使声功率大幅度降低,可降低噪音。另外,应该严格控制硅钢片剪切毛刺,使毛刺<0.02mm;严禁使用曲翘和断片的硅钢片;严禁不同型号和不同厂家的硅钢片混用。
        5、其他辅助措施主要有:在铁心中加垫降噪胶垫,在垫脚与箱底之间加垫橡胶板,以缓冲铁心振动,降低铁心噪音;在油箱加强筋中填充沙子,避免中空的加强铁和铁心噪音产生谐振而共鸣;在油箱内壁加设绝缘纸板--隔音壁,以阻碍噪音传播;在变压器一米以内放置若干个噪音发声器,使它们发出的噪音与变压器发出的噪音振幅相等,相位相反,互相抵消等等。
        三、总结
        在变压器实际生产过程中,通过比较试验进行统计总结。其中的一组比较结果为:同样型号的SZ11-50000/110电力变压器,采用同样的材料,如果采用传统工艺,噪音试验结果为67.7dB;采用了降低噪音的工艺措施,其中辅助措施仅采用了降噪胶垫,噪音试验结果为58dB。而且本工艺措施没有增加变压器成本,不需要增添设备,设计结构改动也很小,在设计和操作中很容易实现。希望本文能对变压器工艺人员起到一定的启发借鉴作用,能够推动电力变压器工艺技术进步,本工艺技术符合国家环保政策,具有很好的推广价值。
        参考文献:
        1、《电力变压器手册》[M] 保定天威宝变电气股份有限公司组编  谢毓城 主编 
        机械工业出版社  2003年 2月第一版
        2、《变压器铁心制造工艺》[M]  变压器制造技术丛书编审委员会编
        机械工业出版社   2003年 9月第一版
        3、《变压器实用技术大全》[M](英)Martin J.Heathcote 著  王晓莺等译
        机械工业出版社   2008年 6月第一版
        4、《浅谈低噪音变压器的设计与工艺》 [J]  王和忠
        《变压器》 2007年第6期:4-6  第44卷 
        5、《大型电力变压器的噪声分析与控制》[J]  余尤好 陈宝志 
        《变压器》 2007年第6期:23-26  第44卷
   

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