【技術解析】干式變壓器運行噪聲的原因及分析
文章出處：技術資訊
網責任編輯admin
閱讀量：
發表時間：2021-04-21 13:05
一、引言
隨著電力工業的快速發展，各種變壓器的使用越來越廣，其中干式配電變壓器的使用尤為顯著，因其安全、阻燃、易維護等特點，該產品被大量使用在商品房建筑里，因其鐵心裸露在空氣中，易帶來的問題就是噪音。變壓器噪聲是變壓器運行時的固有特性，國家相關標準對其有嚴格的聲級限值規定，但隨著用戶環保意識的提高，反映變壓器現場噪音偏大的投訴也逐漸增多，并且反映的噪音水平也往往比工廠出廠測試數據偏大不少，本人根據一些現場處理經驗，分析有以下原因，以供參考以供互相學習。
二、變壓器運行維護的檢查
1、 電壓問題
原因：電壓高，會使變壓器過勵磁，響聲增大且尖銳，直接嚴重影響變壓器的噪音。判斷方法：先看看低壓輸出電壓，不能看低壓柜上的電壓表，該電壓表只起指示作用，應該采用較為準確的萬用表進行測量。
解決方法：現在城市里的10kV電壓普遍偏高，根據低壓側輸出電壓，這時應該把分接檔放在適合檔位。在保證低壓供電質量的前提下，盡量把高壓分接向上調（低壓輸出電壓降低），以此消除變壓器的過勵磁現象，同時降低變壓器的噪音。
2、風機、外殼、其他零部件的共振問題
原因：風機、外殼、其他零部件的共振將會產生噪音，一般會誤認為是變壓器的噪音。判斷方法：1）外殼：用手按一下外殼鋁板（或鋼板），看噪音是否變化，如發生變化就說明，外殼在共振。2）風機：用干燥的長木棍頂一下每個風機的外殼，看噪音是否變化，如發生變化就說明，風機在共振。3）其他零部件：用干燥的長木棍頂一下變壓器每個零部件（如：輪子、風機支架等），看噪音是否變化，如發生變化就說明零部件在共振。
解決方法：1）看外殼鋁板（或鋼板）是否松動，有可能安裝時踩變形，需要緊一下外殼的螺絲，將外殼的鋁板固定好，對變形的部分進行校正。2）看風機是否松動，需要緊一下風機的緊固螺栓，在風機和風機支架之間墊一小塊膠皮，可以解決風機振動問題。3）如變壓器零部件松動，則需要固定。
3、安裝的問題
原因：安裝不好會加劇變壓器振動，放大變壓器的噪音。
判斷方法：1）變壓器基礎不牢固或不平整（一個角懸空），或者底板太薄。 2）用槽鋼把變壓器架起來，會增加噪音。
解決方法：1）由安裝單位對原安裝方式進行改造。2）變壓器小車下面加防震膠墊，可解決部分噪音。
4、安裝環境的影響
原因：運行環境影響變壓器的噪音，環境不利使變壓器噪音增大3dB～7dB。
判斷方法：1）變壓器室很大又很空曠，沒有其他設備，有回音。2）變壓器離墻太近，不到1米。變壓器放在拐角處，墻面反射噪音與變壓器噪音疊加，使噪音增大。3）原先使用油變，換干變以后會影響變壓器的噪音。原因是，原油變室比較狹小，又有一個漏油室和一個漏油孔，變壓器就像放在一個音箱上。
解決方法：室內可適當加裝一些吸音材料。
5、母線橋架振動的問題
原因：由于并排母線有大電流通過，因漏磁場使母線產生振動。母線橋架的振動將嚴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。
判斷方法：1）噪音隨負荷大小變化而變化。2）用木棍用力頂母線橋架，如果噪音發生變化就認為是母線橋架在共振。3）母線在橋架內振動，用木棍頂沒有用。需要打開母線橋架蓋板，檢查母線是否固定好。解決方法：1）主要是破壞母線橋架共振的條件，緊或者是松吊桿螺絲。 2）打開母線橋架蓋板，將母線固定好。3）低壓出線采用軟連接。 4）請母線橋架的生產廠家來解決。
6、變壓器鐵芯自身共振
原因：硅鋼片接縫處和疊片之間存在因漏磁而產生的電磁吸引力。
判斷方法：1）變壓器噪音偏大，正常噪音中夾雜著其他噪音。2）變壓器噪音成波浪狀。 解決方法：1）緊變壓器上的螺絲，包括夾件兩頭螺絲、穿心螺絲、墊塊壓釘螺絲。2）在變壓器小車下面加防震膠墊，可解決部分噪音。
7、變壓器線圈自身共振
原因：當繞組中有負載電流通過時，負載電流產生的漏磁引起繞組的振動
判斷方法：1）變壓器噪音偏大，噪音較為低沉。2）當變壓器的負荷達到一定時，開始出現噪音，有時會出現時有時無現象。
解決方法：1）將墊塊壓釘螺絲全部緊一遍，增加線圈的軸向壓緊力。2）將墊塊壓釘螺絲全部松掉，把出線銅排和零線銅排上的螺栓全部松掉，將低壓線圈晃一晃，將高壓線圈平移3～5毫米，再將所有的螺栓擰緊。
8、負荷性質的問題
原因：使變壓器的電壓波形發生畸變（如諧振現象），產生噪音。
判斷方法：1）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。2）在運行過程中，會瞬時出現變壓器噪聲急劇變大的情況，不久又恢復正常。3）檢查負荷中是否帶有整流設備及變頻設備。
解決方法：用戶可考慮加裝減小諧波的裝置。
9、變壓器缺相的問題
原因：變壓器不能正常勵磁，產生噪音。
解決方法：1）變壓器停電，檢查電源是否缺一相電；2）檢查變壓器高壓保險絲是否熔斷一相；
10、接觸不良的問題
原因：一是由于高壓柜內接觸不良造成。二是刀閘沒有合到位
判斷方法：變壓器發出斷斷續續不正常的噪音。
解決方法：1）檢查高壓柜的觸頭和熔斷器以及整個高壓回路。2）請高壓柜廠家的人來檢查。
11、懸浮電位的問題
原因：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生懸浮電位放電發出響聲。判斷方法：懸浮電位放電發出很輕微“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。
解決方法：1）這種放電不會對變壓器正常運行造成影響 2）可以在停電檢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。
12、低壓線路發生接地或出現短路
當低壓線路發生接地或出現短路事故時，變壓器就發出轟轟的聲音；短路點距離變壓器越近聲音越明顯；如果短路點靠近變壓器，變壓器將發出聲又大又明顯。
13、變壓器相互比較
一般認為不同廠家的變壓器、不同型號的變壓器、不同的使用環境，安裝不當都會使變壓器的噪音都不一樣。
14、對干變的認識的問題
原因：有一些用戶以前用過油變，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該一樣，
解決方法：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。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量。
三、從變壓器的聲音判斷故障及解決方法
1、缺相時的響聲
當變壓器發生缺相時，若第二相不通，送上第二相仍無聲，送上第三相時才有響聲；如果第三相不通，響聲不發生變化，和二相時一樣。發生缺相的原因大致有三方面：①電源缺一相電；②變壓器高壓保險絲熔斷一相；③變壓器由于運輸不慎，加上高壓引線較細，造成振動斷線(但未接地)。
2、調壓分接開關不到位或接觸不良
當變壓器投入運行時，若分接開關不到位，將發出較大的“啾啾”響聲，嚴重時造成高壓熔絲熔斷；如果分接開關接觸不良，就會產生輕微的“吱吱”火花放電聲，一旦負荷加大，就有可能燒壞分接開關的觸頭。遇到這種情況，要及時停電修理。
3、掉入異物和穿心螺桿松動
當變壓器夾緊鐵心的穿心螺桿松動，鐵心上遺留有螺帽零件或變壓器中掉入小金屬物件時，變壓器將發出“叮叮當當”的敲擊聲或“呼…呼…”的吹風聲以及“吱啦吱啦”的像磁鐵吸動小墊片的響聲，而變壓器的電壓、電流和溫度卻正常。這類情況一般不影響變壓器的正常運行，可等到停電時進行處理。
4、變壓器高壓套管臟污和裂損
當變壓器的高壓套管臟污，表面釉質脫落或裂損時，會發生表面閃絡，聽到“嘶嘶”或“哧哧”的響聲，晚上可以看到火花。
5、變壓器的鐵心接地斷線
當變壓器的鐵心接地斷線時，變壓器將產生“嗶剝嗶剝”的輕微放電聲。
6、內部放電
送電時聽到“噼啪噼啦”的清脆擊鐵聲，則是導電引線通過空氣對變壓器外殼的放電聲；如果聽到通過液體沉悶的“噼啪”聲，則是導體通過變壓器油面對外殼的放電聲。如屬絕緣距離不夠，則應停電吊心檢查，加強絕緣或增設絕緣隔板。
7、外部線路斷線或短路
當線路在導線的連接處或T接處發生斷線，在刮風時時接時斷，接觸時發生弧光或火花，這時變壓器就發出像青蛙的“唧哇唧哇”的叫聲；當低壓線路發生接地或出現短路事故時，變壓器就發出“轟轟”的聲音；如果短路點較近，變壓器將發出像老虎的吼叫聲。
8、變壓器過負荷
當變壓器過負荷嚴重時，就發出低沉的如重載飛機的“嗡嗡”聲。
9、電壓過高
當電源電壓過高時，會使變壓器過勵磁，響聲增大且尖銳。
10、繞組發生短路
當變壓器繞組發生層間或匝間短路而燒壞時，變壓器會發出“咕嘟咕嘟”的開水沸騰聲。 變壓器發生的異常響聲因素很多，故障部位也不盡相同，只有不斷地積累經驗，才能作出準確判斷。
四、從變壓器外部結構引起的噪音及解決方法
（1）干式變壓器一般都帶有風機冷卻系統，干式變壓器的異常噪音，也常常是風機系統的故障所引起的。風機主要有以下三類故障現象：
①風機投入使用時發出“噼里啪啦”金屬撞擊的聲音。這是風機里面有異物，這時需要對異物進行清理。
②風機剛啟動時就發出摩擦的聲音且持續不斷，這是風機本身的質量問題了，必須更換風機，保障風機系統的正常運行。
（2）防護等級為IP20或IP40 的變壓器，它帶有外殼裝置，這外殼也會是變壓器噪音的來源，變壓器在運行中會產生震動，如果外殼沒有固定好，就會引起外殼的震動，從而產生噪音，所以裝置外殼時，最好在外殼與地面和外殼與變壓器底座之間加膠墊，以減弱震動聲的傳播。
（3）進入電房后，在變壓器的某方向能聽到時高時低的“嗡嗡”響聲，這是變壓器震動產生的聲波經過墻壁的反射產生疊加的結果，這種情況比較特殊，跟電房空間和變壓器放置位置有關，這時可調整變壓器的位置來降低響聲，也可以在電房內墻壁適當加裝一些吸音材料。
（4）變壓器安裝位置地板或支架不好會加劇變壓器振動，增大變壓器的噪音。有些變壓器放置的地面不結實，這時你會發現地面會震動，站到旁邊會感覺到震動，嚴重的會看到地面有裂痕，如果是這樣就要對變壓器的放置位置加固，這樣才能降低噪音。
五、從變壓器設計控制方法
變壓器本身的鐵心發出過大的聲響，這是變壓器最主要的噪音來源，干變鐵心所用的材料目前來看主要還是硅鋼片，硅鋼片型號不同，質量也不同，鐵心在導磁過程中會引起硅鋼片的磁致伸縮。所謂硅鋼片的磁致伸縮就是當鐵心勵磁時，沿磁力線方向硅鋼片的尺寸要增加，而垂直于磁力線方向硅鋼片的尺寸要縮小。
當鐵心中磁通密度達到一定數值時，每米長度下的硅鋼片磁致伸縮的尺寸一般為10 -7 ～10 -5 ｍｍ。磁致伸縮使得鐵心隨著勵磁頻率的變化而周期地振動。鐵心硅鋼片隨著勵磁的工頻電壓會發生100次的磁致伸縮。所以減小因硅鋼片磁致伸縮而引起的噪聲的方法有：
1、使用優質硅鋼片。優質硅鋼片的含硅量較高，具有較好的磁致伸縮，磁致伸縮通常用ε 表示，它等于勵磁時硅鋼片片長的變化量與片長的比值：ε ＝ΔＬ／Ｌ。ε 大小取決于勵磁時硅鋼片中的轉動情況，而冷軋取向硅鋼片可使97％的硅鋼片中的晶粒有最佳方向，故而ε值較小，有利于降低變壓器噪聲。
2、降低鐵心的磁通密度B。實驗表明，一般磁通密度Ｂ在1.5~1.8T 范圍內，如果鐵心中的磁通密度Ｂ降低0.1T，鐵心的噪聲可降低2~3 個dB（W），不過這樣會增加變壓器制造成本。
3、改變結構。目前多數用的鐵心是疊片式的，搭接部位不好也會增加鐵心的噪音，而最新研制的立體型干式變壓器改變了傳統的平面結構，這種鐵心采用三相對稱立體式結構，采用卷繞方式沒有了搭接，使三相鐵心磁路對稱，三相電壓完全平衡，勵磁電流空載損耗顯著降低，從而使運行噪聲更低。
六、加強變壓器在運行中的日常維護
1、加強對變壓器日常巡查，一旦發現異常，及時進行檢修，保證變壓器正常運行。
2、經常觀察溫控器的溫度顯示變化，觀察三相溫度是否平衡，如發現某一相的溫度顯示異常，變壓器的溫升不正常，要及時查明原因。
3、加強對變壓器定期檢查，檢查的項目有：
①檢查所有緊固連接件是否有松動；
②檢查分接檔的連接片是否有松動；
③檢查風機，溫度控制器裝置及其它輔助器件能否正常運行；
④檢查外殼、鐵芯一點接地是否良好的接地；
⑤清潔變壓器上的灰塵及贓物；
⑥及時更換老化的膠墊，防止因膠墊老化而引起的噪音。
七、結束語
干式變壓器的噪聲主要由鐵心產生，噪聲大產生的原因與產品的鐵心原材料、電磁設計、結構設計、產品的運行條件、負載情況、安裝環境等因素有關。所以要根據用戶對變壓器噪聲的要求，采用相應的噪聲控制措施，能有效地滿足關于噪聲的技術要求，增加產品的技術含量，提高變壓器的設計和制造工藝水平，保證產品使用環境。
從目前來看，SCB11型或NX-1能效型變壓器的噪音均可達到要求水平，立體三角卷鐵心干式變壓器噪聲則更低，更加適應社會的發展的需要。
