论文部分内容阅读
摘要：环境污染和控制一直是社会的热点问题，随着城市化的快速发展，由于城市规划和土地使用的限制，配电变压器作为重要配电室的场所被越来越多地放置在城市办公区和住宅建筑中。配电室变压器、风机等设备在运行中会产生环境噪声污染。同时，设备振动通过地面和建筑结构向外扩散，不仅刺激环境的振动污染，还可能引发二次结构噪声。对于越来越多的投诉和矛盾，研究配电变压器的噪声振动机制和合理的降噪措施具有重要意义。
关键词：配电变压器;噪声;振动
随着我国环境法律法规的完善和公众环保意识的不断提高，公众自身对环境的要求越来越高，导致城市配电设备噪声污染，成为公众关注的热点问题，媒体关注后投诉的数量逐年增加。对此，一些供电部门采用传统的吸音、隔音措施来治理噪音污染，但由于处理方法不正确，难以达到理想的处理效果。
1变压器噪声机理分析
对于电力变压器来说噪音是由振动引起的，而变压器的振动主要来源于铁心和绕组的振动。另外，变压器噪声还包括冷却系统的振动，住宅配电室变压器冷却系统的噪音主要是指风机在运行中产生的振动。变压器可以通过空气接触来传递噪声，通过地基向建筑物传递振动来引起二次噪声，图1示出变压器主体的振动和噪声的传播方法。
1.1铁心振动
干式变压器噪声的重要因素是旋回核心的振动。其中，铁芯振动和噪声的两个主要来源是（1）硅钢板的非线性特性通过交流磁场伸缩磁性。（2）通过条件下的电流激发，磁场能量泄露之间的间隙层状硅钢板使导体产生电磁力并引起振动。
1.2绕组振动
变压器绕组通过交流后，绕组周围的空间产生磁场，交流包括沿铁心封闭的主磁通和泄漏磁通，产生泄漏磁场。振动是由电场力引起的绕组之间的泄漏磁场和导线之间的振动。绕组振动是引起变压器负载运行的主要振动源。另外，铁心振动的声音频率与绕组振动的声音频率不同，铁心振动比较尖锐，高频振动较多。绕组的振动相对沉重，属于低频振动。当负载电流流入变压器的绕组时，会产生对应于其周围的泄漏磁场。线圈内部产生电磁力（即洛伦兹力）。
2噪声传播路径分析
配电变压器在运行中伴随着振动和噪音。在传播介质中，噪音主要通过表面接触在空气中传播，振动主要通过固体介质传播。一般来说，噪音对人体的影响是直观的，振动需要密切接触。实际上，当振动传递到固态介质表面时，进一步引起固态介质表面的空气振动，并且再次产生噪声。如图2所示，变压器在工作期间产生噪声的传播有（1）变压器的振动辐射通过空气直接接触的表面，即直接空气噪声的三种方法。（2）铁心振动和变压器绕组通过基地周围的立体结构产生固体结构的振动声音，（3）当通过空气传播的噪声达到固体介质时，固体结构再次振动，结构因振动而再次产生的噪声称为二次固体噪声。
基于相对位置的解析变压器和用户分配房间，发现由于房间中的噪声分布而引起的变压器振动的主要固体噪声占主要成分，二次固体噪声的影响比较小。因此，通过采取有效措施，可以降低一次性固体噪声，有效地降低配电室噪声对周围环境的干扰。
3配电变压器噪声有源控制技术
3.1配电变压器噪声有源控制技术
有源噪声控制也称为逆声，通过主动提供其它声场来抵消。这个技术是20世纪30年代由德国学者PaulLueg提出的。基于声波杨氏干涉原理，确立了一种技术，通过在相反方向建立第一个声波的磁场干扰，来减少原始声波的能量，实现抑制噪音的效果。主动控制技术的优点：（1）低频噪声控制效果好：有利于1000Hz以下的噪声控制，适合抑制变压器噪声。（2）装置简单：由于只需要安装人工噪声降低装置，所以能够基于主导控制技术容易地安装、使用噪声降低装置。（3）良好的适应性：不同噪音、设备的不同设计，可适应实际应用的需要。噪声可以从噪声源中降低噪声，但不能完全消除，因此噪声有效偏移有助于噪声源在降低噪声源的基础上将噪声降低到更好的范围。到目前为止，主动噪声降低已广泛应用于大型变电站，但配电变压器的应用相对较小，随着科学技术的发展，恶劣条件下噪声水平的要求也越来越高。由配电变压器产生的噪声频谱与大规模变压器相似，主要是低频噪声，能够使噪声均匀传播，提高噪声频谱，是更理想的抗噪声手段之一。
3.2配电变压器有源降噪的原理
配电变压器的有源噪声降低是ANC在三维自由声场空间中的应用，该技术有两个理论基础：声场相干性和一致性理论。声场相干理论：其基本原理是干涉现象，即利用两个声波的叠加来改变总声压振幅的大小，干扰现象被分类为相长干涉（增强波）和减相干涉（弱波）。配电变压器采用有源噪声降低技术来衰减噪声信号，因此，在应用过程中，选择相位相等的振幅和相位不同的两列声波叠加，以更彻底地去除和控制噪声所选择的两列声波应该满足相同相位的相反振幅。声场相干理论是主动噪声降低的基础。
4结语
为了社会的发展，电力需求是第一位的。随着社会的快速进步，世界电力的發展也十分成熟、先进，电力的发展程度已经成为衡量国家经济实力和综合国力的重要指标，但电力行业的发展对于电力设备的普及和建设是必不可少的。特别是一些变电站的深度负荷中心、配电变压器一般设置在居民区、生活区等人群聚集的地方。随着人们的健康意识的提高，越来越多的人开始关注噪音对生活环境造成的声音污染和身心的影响。因此，需要研究噪音控制技术，提高人们生活的舒适度和工作效率。
参考
[1]吴晓文，李玲，曹浩，等.负载因素对油浸式配电变压器噪声特性的影响[J].高压电器，2019，55（11）：60–65.
[2]胡静竹，王延召，王劲，等.10kV油浸式变压器表面振动特性分析[J].噪声与振动控制，2019，39（6）：239–245.
国网山东省电力公司莱西市供电公司 266600
关键词：配电变压器;噪声;振动
随着我国环境法律法规的完善和公众环保意识的不断提高，公众自身对环境的要求越来越高，导致城市配电设备噪声污染，成为公众关注的热点问题，媒体关注后投诉的数量逐年增加。对此，一些供电部门采用传统的吸音、隔音措施来治理噪音污染，但由于处理方法不正确，难以达到理想的处理效果。
1变压器噪声机理分析
对于电力变压器来说噪音是由振动引起的，而变压器的振动主要来源于铁心和绕组的振动。另外，变压器噪声还包括冷却系统的振动，住宅配电室变压器冷却系统的噪音主要是指风机在运行中产生的振动。变压器可以通过空气接触来传递噪声，通过地基向建筑物传递振动来引起二次噪声，图1示出变压器主体的振动和噪声的传播方法。
1.1铁心振动
干式变压器噪声的重要因素是旋回核心的振动。其中，铁芯振动和噪声的两个主要来源是（1）硅钢板的非线性特性通过交流磁场伸缩磁性。（2）通过条件下的电流激发，磁场能量泄露之间的间隙层状硅钢板使导体产生电磁力并引起振动。
1.2绕组振动
变压器绕组通过交流后，绕组周围的空间产生磁场，交流包括沿铁心封闭的主磁通和泄漏磁通，产生泄漏磁场。振动是由电场力引起的绕组之间的泄漏磁场和导线之间的振动。绕组振动是引起变压器负载运行的主要振动源。另外，铁心振动的声音频率与绕组振动的声音频率不同，铁心振动比较尖锐，高频振动较多。绕组的振动相对沉重，属于低频振动。当负载电流流入变压器的绕组时，会产生对应于其周围的泄漏磁场。线圈内部产生电磁力（即洛伦兹力）。
2噪声传播路径分析
配电变压器在运行中伴随着振动和噪音。在传播介质中，噪音主要通过表面接触在空气中传播，振动主要通过固体介质传播。一般来说，噪音对人体的影响是直观的，振动需要密切接触。实际上，当振动传递到固态介质表面时，进一步引起固态介质表面的空气振动，并且再次产生噪声。如图2所示，变压器在工作期间产生噪声的传播有（1）变压器的振动辐射通过空气直接接触的表面，即直接空气噪声的三种方法。（2）铁心振动和变压器绕组通过基地周围的立体结构产生固体结构的振动声音，（3）当通过空气传播的噪声达到固体介质时，固体结构再次振动，结构因振动而再次产生的噪声称为二次固体噪声。
基于相对位置的解析变压器和用户分配房间，发现由于房间中的噪声分布而引起的变压器振动的主要固体噪声占主要成分，二次固体噪声的影响比较小。因此，通过采取有效措施，可以降低一次性固体噪声，有效地降低配电室噪声对周围环境的干扰。
3配电变压器噪声有源控制技术
3.1配电变压器噪声有源控制技术
有源噪声控制也称为逆声，通过主动提供其它声场来抵消。这个技术是20世纪30年代由德国学者PaulLueg提出的。基于声波杨氏干涉原理，确立了一种技术，通过在相反方向建立第一个声波的磁场干扰，来减少原始声波的能量，实现抑制噪音的效果。主动控制技术的优点：（1）低频噪声控制效果好：有利于1000Hz以下的噪声控制，适合抑制变压器噪声。（2）装置简单：由于只需要安装人工噪声降低装置，所以能够基于主导控制技术容易地安装、使用噪声降低装置。（3）良好的适应性：不同噪音、设备的不同设计，可适应实际应用的需要。噪声可以从噪声源中降低噪声，但不能完全消除，因此噪声有效偏移有助于噪声源在降低噪声源的基础上将噪声降低到更好的范围。到目前为止，主动噪声降低已广泛应用于大型变电站，但配电变压器的应用相对较小，随着科学技术的发展，恶劣条件下噪声水平的要求也越来越高。由配电变压器产生的噪声频谱与大规模变压器相似，主要是低频噪声，能够使噪声均匀传播，提高噪声频谱，是更理想的抗噪声手段之一。
3.2配电变压器有源降噪的原理
配电变压器的有源噪声降低是ANC在三维自由声场空间中的应用，该技术有两个理论基础：声场相干性和一致性理论。声场相干理论：其基本原理是干涉现象，即利用两个声波的叠加来改变总声压振幅的大小，干扰现象被分类为相长干涉（增强波）和减相干涉（弱波）。配电变压器采用有源噪声降低技术来衰减噪声信号，因此，在应用过程中，选择相位相等的振幅和相位不同的两列声波叠加，以更彻底地去除和控制噪声所选择的两列声波应该满足相同相位的相反振幅。声场相干理论是主动噪声降低的基础。
4结语
为了社会的发展，电力需求是第一位的。随着社会的快速进步，世界电力的發展也十分成熟、先进，电力的发展程度已经成为衡量国家经济实力和综合国力的重要指标，但电力行业的发展对于电力设备的普及和建设是必不可少的。特别是一些变电站的深度负荷中心、配电变压器一般设置在居民区、生活区等人群聚集的地方。随着人们的健康意识的提高，越来越多的人开始关注噪音对生活环境造成的声音污染和身心的影响。因此，需要研究噪音控制技术，提高人们生活的舒适度和工作效率。
参考
[1]吴晓文，李玲，曹浩，等.负载因素对油浸式配电变压器噪声特性的影响[J].高压电器，2019，55（11）：60–65.
[2]胡静竹，王延召，王劲，等.10kV油浸式变压器表面振动特性分析[J].噪声与振动控制，2019，39（6）：239–245.
国网山东省电力公司莱西市供电公司 266600