Шум от трансформатор: Причини, измерване, фактори и методи за намаляване - Знания

Шум от трансформаторе нещо, с което инженерите и мениджърите на съоръжения често трябва да се справят, особено в подстанции, промишлени предприятия, търговски сгради, проекти за възобновяема енергия и други съоръжения за разпределение на енергия. Този познат тих звук на бръмчене може да изглежда безобиден, но когато трансформаторът е инсталиран близо до офиси, жилищни райони, болници или други места,-чувствителни към шум, дори умереното увеличение на шума може да се превърне в истински проблем.

И така, къде ставатрансформаторен шумвсъщност идват от? И какво може да се направи, за да се намали?

Отговорът не се ограничава дотрансформаторно ядро. Вибрацията на ядрото, намотките, резервоарите, охлаждащите вентилатори, маслените помпи, структурният резонанс и дори начинът, по който звукът преминава през сграда, могат да играят роля. На практика контролирането на шума от трансформатора означава да се разгледа цялата система, вместо да се фокусира само върху един компонент.

Шумът от трансформатора идва главно от две области:тялото на трансформатора и неговото охлаждащо оборудване. За типичен трансформатор, работещ при нормални условия,магнитна сърцевинае един от най-важните източници на шум. При по-големите трансформатори с принудително охлаждане обаче вентилаторите и маслените помпи също могат да добавят доста шум.

Най-разпознаваемият звук на трансформатора е постоянното бръмчене или бръмчене, произвеждано отсърцевина.

Когато променлив ток протича през намотките на трансформатора, той създава променлив магнитен поток вътре в сърцевината. Тъй като магнитното поле се променя, силициевите стоманени листове в сърцевината претърпяват изключително малки промени в размерите. Този ефект се наричамагнитострикция.

Движението е малко, но се случва многократно и може да накара ядрото да вибрира. Тези вибрации преминават през скобите на сърцевината, структурните компоненти, резервоара и други части на трансформатора. В крайна сметка вибриращите повърхности излъчват звук в околния въздух.

Намоткисъщо може да допринесе за шума на трансформатора. Електромагнитните сили действат върху намотките по време на работа и могат да причинят механични вибрации. Ако структурен компонент е разхлабен или лошо поддържан, той може да вибрира още повече и да усили оригиналния звук.

С други думи, шумът, който чувате извън трансформатора, може да не идва само от един компонент. Няколко малки източника на вибрации могат да се комбинират и да направят общия звук много по-забележим.

Охладителна техникае друг важен източник на шум, особено при големи маслени{0}}трансформатори.

В зависимост от конструкцията на трансформатора, охлаждането може да включва вентилатори, радиатори, маслени помпи или комбинация от тези компоненти. Охлаждащите вентилатори генерират аеродинамичен шум, докато лопатките се въртят и движат въздуха. Двигателите и лагерите могат да внесат допълнителни механични вибрации.

Маслените помпи създават собствен механичен и хидравличен шум, докато циркулират изолационно масло през охладителната система.

За трансформатор с естествено охлаждане тези източници обикновено са ограничени. За трансформатор, използващ принудително-въздушно или принудително-маслено охлаждане обаче, охладителната система може да стане значителна част от общото ниво на шум.

Трансформаторният шум не се разпространява просто от източника направо в околния въздух. Има няколко възможни пътя.

Механичните вибрации могат да се преместят от сърцевината и намотките в скобите, резервоара, радиаторите, основата и свързаните конструкции. След като тези компоненти започнат да вибрират, те могат да действат като повърхности,-излъчващи звук.

Има и въздушен шум от охлаждащи вентилатори, помпи и друго външно оборудване. След навлизане в околното пространство звукът може да бъде отразен от стени, подове, тавани, сгради и други твърди повърхности.

Ето защо контролът на шума понякога може да бъде малко труден. Трансформаторът може да има приемливо ниво на шум, когато се тества при контролирани условия, но да звучи значително по-силно, след като е инсталиран в определена сграда или подстанция.

Един практичен начин за разглеждане на проблема е:

Източник на шум → структурно предаване → звуково излъчване → заобикаляща среда

Всеки етап има значение.

Преди да се опитат да намалят шума от трансформатора, инженерите се нуждаят от надеждни измервания. Различните акустични параметри описват различни аспекти на звука, така че изборът на правилния метод за измерване е важен.

Ниво на звуково налягане (SPL)описва промяната във въздушното налягане, причинена от звука в конкретна точка на измерване. Обикновено се изразява в децибели или dB.

Важното е да запомните, че звуковото налягане зависи от това къде се извършва измерването. Преместете микрофона по-далече от трансформатора и измерената стойност обикновено ще се промени. Стените, отраженията, фоновият шум и околната среда също могат да повлияят на резултата.

Интензивността на звука се отнася до количеството акустична енергия, преминаваща през единица площ.

Измерванията на интензитета на звука могат да бъдат полезни, когато инженерите трябва да локализират отделни източници на шум. Например, те могат да помогнат да се определи дали по-голямата част от шума идва от резервоара на трансформатора, охлаждащите вентилатори или друг компонент.

Това прави интензитета на звука особено полезен при отстраняване на проблеми с трансформатор с неочаквано висок шум.

Ниво на звукова мощностпредставлява общата акустична енергия, излъчена от трансформатор.

За разлика от нивото на звуково налягане, звуковата мощност е по-малко зависима от разстоянието между трансформатора и измервателното оборудване. Това го прави полезен при сравняване на различни трансформатори или установяване на спецификации за шума на оборудването.

За производителите и купувачите звуковата мощност може да осигури по-последователен начин за описание на действителната акустична мощност на трансформатора.

Не всички звуци се възприемат еднакво от човешкото ухо.

Звук с ниска{0}}честота и звук с висока{1}}честота могат да имат същото физическо ниво на звуково налягане, но може да не звучат еднакво силно за човек, стоящ наблизо. Ето къдеравни криви на силата на звукастанат полезни.

Те описват как човешкият слух реагира на различни честоти. Това има значение за шума на трансформатора, тъй като бръмченето на трансформатора често съдържа относително силни ниско-честотни компоненти.

Така че измерването на звука е едно нещо. Разбирането как хората всъщност възприемат този звук е друго.

The-претеглен метод, изразен като dB(A), настройва измерванията на звука според честотната характеристика на човешкия слух.

Ето защо границите на шума за електрическо оборудване и оценките на шума в околната среда често използват dB(A). Трансформаторът може да има относително силен ниско{1}}честотен компонент, но A-претегленият резултат отчита по-добре честотите, към които хората са по-чувствителни.

Когато оценявате шума на трансформатора в действителна инсталация, следователно е полезно да разберете както суровите акустични характеристики, така и A-претегленото ниво на шум.

Няма единствена причина един трансформатор да е по-тих от друг. Материалът на сърцевината, плътността на магнитния поток, структурата на сърцевината, качеството на производство, механичната конструкция, работните условия и резонансът могат да имат значение.

Магнитострикцияе една от основните причини за шума в ядрото на трансформатора.

Тъй като магнитният поток се променя вътре в сърцевината, листовете от силициева стомана претърпяват малки промени в размерите. Тези промени се случват непрекъснато по време на AC работа и предизвикват механични вибрации.

Степента на магнитострикция зависи от свойствата на електрическата стомана, посоката на материала, плътността на магнитния поток и условията на работа.

Използването на високо{0}}качествена електрическа стомана с подходящи магнитни характеристики може да помогне за намаляване на вибрациите на сърцевината. Дизайнът на трансформатора също трябва да поддържа плътността на магнитния поток в предвидения работен диапазон. Ако ядрото се натисне твърде силно магнитно, шумът може да се увеличи заедно с други нежелани ефекти.

Конструкцията на сърцевината има пряко влияние върху шума на трансформатора.

Геометрията на сърцевината, конструкцията на съединението, затягащите механизми и начинът, по който се разпределят магнитните сили, влияят върху вибрациите. Правилно проектираното ядро помага да се поддържа механичното движение под контрол.

Модерните проекти на трансформатори често използват оптимизиранистъпка-обиколка ядростави и подобрени структурни подредби. Тези подходи могат да помогнат за намаляване както на загубите в сърцевината, така и на вибрациите.

Не става въпрос само за самия материал. Начинът, по който този материал е проектиран и сглобен, има също толкова голямо значение.

Качеството на производство може да направи изненадващо голяма разлика в шума на трансформатора.

Лошото подреждане на ламинациите, неправилното подравняване на фугите, прекомерното механично напрежение или недостатъчното затягане могат да причинят сърцевината да вибрира повече от очакваното.

Следователно процесът на сглобяване се нуждае от внимателен контрол. Сърцевините трябва да се обработват правилно, фугите трябва да бъдат точно подравнени и налягането на затягане трябва да бъде настроено правилно.

Твърде слабото затягане може да позволи нежелано движение. Твърде силното затягане също не е непременно по-добро, тъй като прекомерното механично напрежение също може да повлияе на вибрационните характеристики на сърцевината.

Резонансът може да влоши иначе управляемата вибрация.

Всеки структурен компонент има собствени честоти. Ако честотата на възбуждане, генерирана от трансформатора, се доближи до една от тези собствени честоти, вибрацията може да се увеличи рязко.

Трансформаторни резервоари, радиатори, скоби, основи и други структурни части могат да имат различни резонансни характеристики. След като възникне резонанс, дори относително малка сила на възбуждане може да създаде много по-голяма вибрационна реакция.

Добрият структурен дизайн, подходящото затихване и изолацията на вибрациите могат да помогнат за поддържане на резонанса под контрол.

Намаляването на шума от трансформатора обикновено работи най-добре, когато се използват няколко метода заедно. Инженерите могат да започнат от източника на шум, след това да контролират структурните вибрации и накрая да се справят с предаването на звук през околната среда.

Първият подход е да се намалят вибрациите от самия трансформатор.

Шумът на сърцевината може да бъде намален чрез подходяща електротехническа стомана, оптимизиран дизайн на сърцевината, прецизен монтаж и правилно механично затягане.

Поддържането на трансформатора в рамките на определената плътност на магнитния поток също е важно. Високо{1}}качественото производство помага за предотвратяване на разхлабени ламинации, лоши фуги и други условия, които могат да увеличат вибрациите.

За производителите на трансформатори това означава, че контролът на шума започва много преди трансформаторът да достигне мястото на монтаж.

Трансформаторният резервоар може да се превърне в изненадващо ефективна звук{0}}излъчваща повърхност поради относително голямата си площ.

Подсилването на резервоара, оптимизираните панелни структури, подобрените механични връзки и вибрационните -материали могат да намалят количеството звук, излъчван от резервоара.

Виброизолацията между трансформатора и основата му също може да помогне. Гъвкавите връзки могат да бъдат полезни, когато механичните вибрации биха могли да преминат в близките структури.

Охлаждащите системи не трябва да се пренебрегват, особено при големите силови трансформатори.

Ниско{0}}шумни охлаждащи вентилатори, оптимизиран дизайн на лопатките, подходящи скорости на вентилатора и-изолиран от вибрации монтаж могат да помогнат за намаляване на шума от вентилатора.

Поддръжката също има значение. Повредена или небалансирана перка на вентилатор, износен лагер или лошо подравнен двигател могат да създадат много повече вибрации, отколкото правилно поддържан вентилатор.

Трансформаторите с естествено охлаждане обикновено имат по-малко източници на механичен шум, тъй като не разчитат на захранвани охлаждащи вентилатори или маслени помпи.

Дизайнът на радиатора и структурната твърдост обаче все още имат значение. Правилно проектираните радиатори могат да помогнат за ограничаване на вибрациите и ненужното звуково излъчване, като същевременно поддържат ефективно разсейване на топлината.

За системите за принудително-охлаждане на маслото изборът на ниско{1}}шумни маслени помпи е важна част от контрола на шума на трансформатора.

Моторът на помпата, лагерите, пътя на потока на маслото и подравняването на инсталацията трябва да бъдат взети предвид. Редовната поддръжка може също да предотврати необичайни вибрации, причинени от износване на компоненти или лоши работни условия.

Понякога самият трансформатор вече е сравнително тих, но инсталационната среда прави шума по-забележим.

В тези случаи може да се добави звукоизолация по пътя на разпространение. Акустични бариери, звукоизолирани стени, трансформаторни заграждения и специално проектирани трансформаторни помещения могат да прекъснат директното предаване на звука.

Има една важна уловка: акустичният дизайн все още трябва да позволява достатъчно вентилация и разсейване на топлината. Напълно затворен трансформатор може да е по-тих, но ако неговата охлаждаща производителност страда, това създава много по-голям проблем.

Намаляването на шума може да включва изолиране на вибрации, акустично поглъщане, амортизиращи структури и други мерки, предназначени да намалят звука, преди да достигне до чувствителни зони.

Анти{0}}вибрационните подложки могат да ограничат предаването на вибрации през основата. Гъвкавите връзки могат да намалят предаването на механични вибрации в свързаните конструкции. Звукопоглъщащите -материали могат да намалят отразения въздушен шум в трансформаторните помещения.

За подстанции, разположени в близост до жилищни сгради, офиси, болници, училища или други зони,-чувствителни към шум, тези мерки в идеалния случай трябва да бъдат взети предвид по време на етапа на проектиране.

Опитът да се реши проблем с шума, след като трансформаторът вече е инсталиран, обикновено е по-сложен-и често по-скъп.

Шум от трансформаторидва от нещо повече от познатото бръмчене на магнитната сърцевина. Магнитострикцията, вибрациите на намотките, охлаждащите вентилатори, маслените помпи, структурните компоненти и резонансът могат да допринесат за крайното ниво на шума. Заобикалящата среда и начинът, по който вибрациите преминават през инсталацията, могат да направят ситуацията още по-сложна.

За производители на трансформатори катоТрансформатор Yawei, ефективният контрол на шума започва с основите: подходяща електрическа стомана, оптимизиран дизайн на сърцевината, точен монтаж, надеждна механична конструкция и добре-проектирано охлаждащо оборудване.

Оттам нататък методите на инсталиране като изолация от вибрации, звукоизолация, акустични бариери и затихване на шума могат да осигурят допълнителна защита.

Целта не е просто трансформаторът да бъде по-тих на хартия. Един наистина ниско{1}}шумящ трансформатор трябва да работи добре в реалния свят, където оборудването споделя пространство с хора, сгради и други електрически системи. Ето защо шумът от трансформатора трябва да се вземе предвид от проектирането и производството до монтажа и експлоатацията.

Свържете се сега

В: Колко скоро можете да доставите трансформатора?

О: Зависи от количеството и капацитета на трансформатора, обикновено в рамките на един месец от чертежа на датата, потвърден от купувача.

В: Колко време можете да предоставите гаранция за качество?

О: 24 месеца от работата на трансформатора за дата.

В: Какъв метод на плащане приемате?

A: T/T (банков превод) предпочитан, L/C се приемат и двете.