配电变压器噪音来源及分析


结论:

变压器的噪声,国家部颁标准有明确的规定:标准代号:JB/T 10088-2004。当超过这个标准的时候,就要对其进行控制处理。同时,在不同的电压等级,干式变和油式变也有不同的标准,但总体声级标准参考JB/T 10088最新版本标准。而配电变压器一般情况下单台容量不会超过2500kVA,也就是说,干式变压器容量在125~2500kVA之间的,噪音控制在54~71dB之间。油式变容量在30~2500kVA之间的,噪音控制在44~60dB之间。具体参见声级表。
声级表:(6~35kV)限定范围30-2500kVA更详细见表
30-63kVA 油浸自冷 44dB \ 干式自冷 54dB
80-100kVA 油浸自冷 48dB \ 干式自冷 55dB
125-160kVA 油浸自冷 49dB \ 干式自冷 58dB
200-250kVA 油浸自冷 51dB \ 干式自冷 58dB
315-400kVA 油浸自冷 53dB \ 干式自冷 60dB
500-630kVA 油浸自冷 54dB \ 干式自冷 62dB
800-1000kVA 油浸自冷 57dB \ 干式自冷 64dB
1250kVA 油浸自冷 59dB \ 干式自冷 65dB
1600-2000kVA油浸自冷 59dB \ 干式自冷 66dB
2500kVA 油浸自冷 60dB \ 干式自冷 71dB
其中,所列容量为是指双绕组变压器的等值容量,因此对于双绕组变压器此项容量即为变压器的额定容量。对于多绕组变压器及自耦变压器则应折算成双绕组变压器的等值容量。(一般情况下,配网变压器没有这么大容量,所以不另外举例)

测量方式,变压器和电抗器的声级测定。

测定方式主要从GB7328变压器和电抗器的声级测定 这个标准。从这个标准解读来看,测量方式主要围绕变压器进行,按照要求,测量点围绕设备进行,保持安全距离,不低于1米距离。测量点分布10个点,每个点相距1米,且不得大于1米,最少不能低于8个测量点。测量方式采用轮廓线方式(安全距离),同时要考虑背景噪音。其他需要注意:1、户外测量要注意不利天气影响,应当避免在及其不利天气开展测量。2、任何情况下,必须遵守仪器仪表制造厂商的使用说明书的注意事项。

背景噪音修正表:(dB)

设备运行时测得的声压级与背景噪声级之差 应减去的修正值
3 3
4~5 2
6~8 1
9~10 0.5

法律法规参考:

目前参考的几个法律法规分别为《中华人民共和国环境噪声污染防治法》、《中华人民共和国城市区域环境噪声标准》和《社会生活环境噪声排放标准》,同时部分参考各地的《城市环境噪声污染防治条例》。
在《中华人民共和国环境噪声污染防治法》第六十一条规定:“受到环境噪声污染危害的单位和个人,有权要求加害人排除危害;造成损失的,依法赔偿损失。赔偿责任和赔偿金额的纠纷,可以根据当事人的请求,由环境保护行政主管部门或者其他环境噪声污染防治工作的监督管理部门、机构调解处理;调解不成的,当事人可以向人民法院起诉。当事人也可以直接向人民法院起诉。”

关于噪音分贝限制

可参考《中华人民共和国城市区域环境噪声标准》:1 主题内容与适用范围 本标准规定了城市五类区域的环境噪声最高限值。本标准适用于城市区域。乡村生活区域可参照本标准执行。2 标准值 城市5类环境噪声标准值如下:
(一)0类昼间50分贝,夜间40分贝。适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域。位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5分贝执行。
(二)1类昼间55分贝,夜间45分贝。适用于以居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类标准。
(三)2类昼间60分贝,夜间50分贝。适用于居住、商业、工业混杂区。
(四)3类昼间65分贝,夜间55分贝。适用于工业区。
(五)4类昼间70分贝,夜间55分贝。适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域,穿越城区的内河航道两侧区域。穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声(指不通过列车时的噪声水平)限值也执行该类标准。
通常来说,如有居民投诉噪音问题,首先先检测变压器本体是否噪声超标,如未检测到超标,那居民家中也很难检测到超标。如变压器存在噪音超标,那在居民家中进行检测时也可能存在不超标,现场实际情况应实际处理。

变压器噪音来源:

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。
变压器所产生的噪声广泛影响住宅小区、商业中心、轻站、机场、厂矿、企业、医院、学校等场所。具体来说,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噪声之和。铁心产生噪声原因是构成铁心硅钢片交变磁场作用下,会发生微小变化即磁致伸缩,磁致伸缩使铁心随励磁频率变化做周期性振动,铁心磁致伸缩变形和绕组、油箱及磁屏蔽内电磁力所引起。绕组产生振动原因是电流绕组中产生电磁力,漏磁场也能使结构件产生振动。
电磁噪声产生原因是磁场诱发铁心叠片沿纵向振动产生噪声,该振动幅值与铁心叠片中磁通密度及铁心材质磁性能有关,而与负载电流关系不大。电磁力(和振动幅值)与电流平方成正比,而发射声功率与振动幅值平方成正比。

变压器的噪声来源于变压器本体和冷却系统两个方面。

变压器本体振动产生噪声的根源在于:
(1) 硅钢片的磁致伸缩引起的铁心振动。
(2) 硅钢片接缝处和叠片之间存在着因漏磁而产生的电磁吸引力而引起铁心的振动。
(3) 当绕组中有负载电流通过时,负载电流产生的漏磁引起线圈、油箱壁的振动。
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,比硅钢片磁致伸缩引起的铁心振动要小得多,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心振动要小得多,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。
变压器噪声的另一个主要来源是冷却器。风扇在100Hz至800Hz频率会产生噪声。主导频率取决于多种因素,包括风扇速度,叶片数和叶片外形。声功率级取决于风扇的数量以及转速。
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:
(1) 冷却风扇和油泵在运行时产生的振动。
(2) 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。
对许多强风冷却变压器来说,冷却器风扇是比变压器本身更明显的噪声源。

从变压器制造工艺上分析,主要有下列几个方面:(仅供参考)

1.变压器工作磁密选的太高,接近饱和,漏磁太大,产生噪音
2.铁心的材质太差,损耗太高,产生噪音
3.工作回路中谐波含量、直流分量也会导致铁心甚至线圈的噪音产生
4.变压器的制作工艺:
1)线圈绕制太松
2)线圈和铁心之间固定不牢固
3)铁心固定不牢固
4)EI之间存在气隙,工作时产生“蜂鸣”
5)E型铁心外部的2片硅钢片的舍部,处理不好的话,极易产生噪音
6)浸漆工艺处理:绝缘漆的粘度控制浸漆时间、浸漆方式(浸泡/真空/压力)干燥时间、温度(绝缘漆不干、或者粘度太低,也会导致变压器噪音)
7)变压器外部金属(导磁的)结构件固定不牢固
5.如果是高压的产品,绝缘处理不好的话,也会有噪音。
变压器噪音判断流程
检测变压器本体噪音
观察变压器与居民房屋距离
检测居民家中噪音
分析两者数据进行判断

一般城市适用于0-2级区域,具体现场还是要以实测为准,毕竟如果要打官司,设备产权归属也要查清楚。以上,互相学习。
参考资料:JB/T 10088、GB7328、《中华人民共和国环境噪声污染防治法》、《中华人民共和国城市区域环境噪声标准》、《社会生活环境噪声排放标准》


MrdT Aug. 21, 2022, 10:12 a.m. 收藏文档