Problema zgomotului transformatorului: cauze comune și metode de reducere a zgomotului

Odată cu creșterea consumului de energie și creșterea cererii de transformatoare de energie și distribuție, din ce în ce mai multe instalații de transformare sunt instalate în apropierea zonelor rezidențiale. Drept urmare, cererea pentru transformatoarele de zgomot scăzute - este în creștere, iar producătorii de transformatori trebuie să respecte reglementările stricte ale zgomotului. Cu toate acestea, designerii se confruntă cu multe provocări în reducerea zgomotului transformatorului.

Acest articol explorează în mod sistematic cauzele zgomotului transformatorului și oferă diverse strategii pentru reducerea zgomotului transformatorului, acoperirea proiectării miezului, a sistemului de răcire, a mediului de instalare, a materialelor de izolare sonoră etc.

 

 

 

 

1. Factorii electromagnetici

Intensitate de magnetostricție de bază: Direct legat de materialul din oțel din siliciu și densitatea fluxului magnetic.

Vibrații de înfășurare: Cauzată de curentul de sarcină și forțele electromagnetice, influențate de structurile de susținere a înfășurării.

 

2. Sistem de răcire

Zgomot al ventilatorului: Variază în funcție de proiectarea lamei, viteza și structura conductelor;

Pompă de ulei și turbulență: Acest lucru este relevant în special în sistemele forțate de circulație a uleiului.

 

3. Proiectare mecanică și structurală

Rezonanţă: Apare atunci când frecvența naturală a componentelor (de exemplu, rezervor, cleme) se potrivește cu frecvența de vibrație (de obicei 100Hz sau 120Hz);

Integritatea fixării: Șuruburi sau suporturi libere pot genera zgomot mecanic suplimentar.

 

4. Condiții de încărcare și electrică

Curent de încărcare: Încărcările mai mari duc la vibrații mai puternice.

Armonice de tensiune: Distorsionarea armonică crește vibrațiile de bază și zgomotul.

 

5. Mediu de instalare

Structura fundației: Fundațiile slabe amplifică vibrațiile.

Suprafețe înconjurătoare: Pereții sau colțurile reflectorizante pot intensifica zgomotul prin reflecție și focalizare.

 

 

Atenuarea zgomotului transformatorului nu este una - dimensiunea - se potrivește - toate soluțiile, ci mai degrabă o provocare multi - fațetă care necesită eforturi coordonate în etapele de proiectare, fabricație, instalare și întreținere. Pentru a reduce eficient zgomotul operațional, inginerii trebuie să abordezecauze fizice rădăcinăde generare de sunet - în primul rând magnetic, mecanic și fluid - vibrații induse - și se aplicăSoluții structurale și acustice integratecare vizează aceste surse holistic.

Următoarele strategii de inginerie sunt adoptate pe scară largă în fabricarea modernă a transformatoarelor și sunt considerate cele mai bune practici în domeniul proiectării de transformare a zgomotului scăzut -:

 

1. Optimizarea proiectării de bază

2.. Armare structurală și izolare a vibrațiilor

Rezervorul și structurile de susținere acționează adesea ca amplificatoare acustice. Îmbunătățirea rigidității și decuplarea căilor de flux de energie vibrațională este vitală pentru suprimarea zgomotului secundar.

Consolidarea pereților rezervorului transformatorului cu plăci mai groase și rigidizatoare plasate strategic minimizează flexarea suprafeței și împiedică rezonanța cu frecvențele de vibrație de miez.

Încorporarea constrângerii - materiale de amortizare a stratului sau folii de amortizare între straturile de rezervor poate absorbi eficient energia vibrațională înainte de a radia ca sunet.

Introducerea sistemelor de izolare a vibrațiilor, cum ar fi bucșele de cauciuc sau arcurile de bobină, între baza transformatorului și fundația rupe cuplarea mecanică și perturbă transmisia structurală -.

 

3. Izolație acustică și izolare fonică

Tratamentele acustice externe oferă un alt strat de control al zgomotului:

Carcasele acustice compozite, realizate din metal - din fibră de sticlă sau din lână minerală, pot fi instalate în jurul transformatorului pentru a absorbi și reflecta undele sonore. Acestea pot fi modulare, întreținere - prietenoasă și proiectate pentru intervale de frecvență specifice.

Anti - scuturi de sunet de rezonanță, echipate cu masa - componente încărcate și arc - mecanisme de montare încărcate, reduc amplitudinea vibrațiilor transmise în benzi de frecvență mijlocii până la joase - benzi de frecvență (în special benzi de 100Hz dominante 100Hz sau 120Hz).

 

4. Gestionarea zgomotului sistemului de răcire

Componentele de răcire, în special ventilatoarele și pompele, generează adesea zgomot continuu și în bandă largă. Pentru a gestiona acest lucru:

Optați pentru sisteme de răcire naturale sau pasive (ONAN) ori de câte ori aplicația permite. Acest lucru elimină nevoia de ventilatoare și pompe de ulei cu totul, reducând zgomotul cu până la 15 dB (a).

În cazul în care răcirea forțată este inevitabilă, folosiți ventilatoare axiale de zgomot scăzute -, de preferință aranjate în tablouri de unități mai mici, mai degrabă decât în ​​cele mari. Acest lucru nu numai că asigură redundanța, dar și netezește fluxul de aer și scade presiunea acustică.

Izolați ventilatoarele mecanic de corpul rezervorului folosind cuplaje flexibile, anti -- montare de vibrații și separat baze structurale separate pentru a preveni rezonanța de feedback de la funcționarea ventilatorului.

 

5. Instalare și considerații de mediu
Mediul de funcționare afectează zgomotul transformatorului. Un mediu nefavorabil crește zgomotul transformatorului cu 3DB la 7 dB.
 

Metoda judecății:
1. Camera transformatorului este mare și goală; Nu există alte echipamente și există un ecou.
2. Transformatorul este prea aproape de perete, mai puțin de 1 metru. Transformatorul este plasat în colț, iar zgomotul reflectat este suprapus zgomotului transformatorului, ceea ce crește zgomotul.
3. A fost utilizat transformatorul de ulei original, iar transformatorul uscat va afecta zgomotul transformatorului după ce este înlocuit. Motivul este că camera transformatorului de ulei este relativ mică și există o cameră de scurgere a uleiului și o gaură de scurgere a uleiului. Transformatorul este ca și cum ai fi plasat pe un difuzor.

 

Soluţie:
Plasați transformatorul departe de suprafețele reflectorizante (cum ar fi pereții de beton, scările sau tavile) pentru a evita îmbunătățirea undelor sonore.

Utilizați un șoc greu - absorbind fundația concretă (de 10 ori greutatea transformatorului) pentru a absorbi energia de frecvență scăzută -.

Mențineți o izolare spațială clară (de obicei 3-5 metri) de structura înconjurătoare, astfel încât sunetul să se disipeze în câmpul liber.

 

6. Control și întreținere a părților libere

Rezonanța ventilatorului, a carcasei și a altor piese va produce zgomot, care este în general confundat cu zgomotul transformatorului.

 

Metoda judecății:

1. Carcasă: apăsați placa de aluminiu (sau placa de oțel) a carcasei cu mâna pentru a vedea dacă zgomotul se schimbă. Dacă se schimbă, înseamnă că carcasa rezonează.

2. Ventilator: Folosiți un băț de lemn lung uscat pentru a împinge carcasa fiecărui ventilator pentru a vedea dacă zgomotul se schimbă. Dacă se schimbă, înseamnă că ventilatorul rezonează.

3. Alte părți: Folosiți un băț de lemn lung uscat pentru a împinge fiecare parte a transformatorului (cum ar fi roți, suportul ventilatorului etc.) pentru a vedea dacă zgomotul se schimbă. Dacă se schimbă, înseamnă că piesele rezonează.

 

Soluţie:

1. Verificați dacă placa de aluminiu (sau placa de oțel) a carcasei este liberă. Poate fi deformat în timpul instalării. Trebuie să strângeți șuruburile carcasei, să fixați placa de aluminiu a carcasei și să corectați partea deformată.

2. Verificați dacă ventilatorul este liber. Trebuie să strângeți șuruburile de fixare ale ventilatorului. Puneți o mică bucată de cauciuc între ventilator și suportul ventilatorului pentru a rezolva problema vibrațiilor ventilatorului.
3. Dacă piesele transformatorului sunt libere, trebuie să fie fixate.

 

Controlul zgomotului ingineriei pentru un viitor mai ecologic

 

Zgomotul transformatorului este o problemă complexă care implică interacțiunea factorilor electromagnetici, mecanici, acustici și de mediu. Prin aplicarea tehnicilor de proiectare optimizate (cum ar fi selecția materialelor de bază, consolidarea structurală și tehnologia de izolare sonoră), combinată cu instalarea atentă și întreținerea proactivă, zgomotul de funcționare poate fi redus semnificativ. Aceste strategii ajută la construirea de sisteme de putere mai liniștite și mai ecologice pentru a răspunde nevoilor dezvoltării urbane moderne și a obiectivelor energetice durabile.