Что влияет на уровень шума силовых трансформаторов
- Дартекс
- Cтатьи
- Почему гудит трансформатор?
30.11.2021
Главная причина шума работающего трансформатора – это явление магнитострикции. Чтобы понять его суть, вспомните, как работает трансформатор.
Как работает трансформатор?
Трансформатор состоит из двух катушек с намотанной проволокой. Они окружены металлическим сердечником с выраженными магнитными свойствами (ферромагнитный материал). Сердечник состоит из тонких пластин, скрепленных между собой.
В трансформатор под нагрузкой поступает переменный электрический ток. Он попадает в первичную обмотку, создавая в ней электромагнитное поле.
Где и почему рождается шум трансформатора?
Металлический сердечник состоит из зон микроскопического размера. В выключенном трансформаторе магнитное поле сердечника беспорядочно. Но как только в первичной катушке возникает магнитный поток – магнитное поле в сердечнике упорядочивается. В результате материал сердечника немного деформируется. Так сердечник сжимается и разжимается. Это и есть магнитострикция. А в результате возникают вибрации. Они производят характерный гул низкой частоты, который мы слышим при работе трансформатора.
Так как через трансформатор пропускается переменный электрический ток, то и магнитное поле меняет свое направление дважды за фазу.
То есть, если наши сети работают с током частоты 50 Гц, то обмотки трансформатора колеблются с частотой в два раза больше – 100 Гц. А вот американские трансформаторы работают с током 60 Гц, поэтому гудят с частотой 120 Гц.
Почему некоторые трансформаторы гудят сильнее?
Есть и другие причины, которые заставляют трансформатор гудеть.
- Плохая изоляция витков катушки.
Если изоляция витков нарушена, то между ними могут проскакивать искры. В этом случае мы слышим звуковые щелчки. По той же причине в сырую погоду сильнее гудят провода высоковольтной линии электропередач.
Важно! На деле звук работающего трансформатора ощутимо меняется, если изоляция уже окончательно повреждена. Поэтому регулярно проверяйте трансформатор, замеряйте уровень шума.
- Плохо закрепленные части трансформатора.
Незакрепленные провода и зажимы тоже начинают колебаться при работе оборудования.
Вибрация создает звуковые колебания. А мы слышим гул или даже грохотание из-под обшивки трансформатора.
Уровень шума трансформатора не должен превышать определенных величин. Например, на масляные силовые трансформаторы распространяется ГОСТ 12.2.024-87. Для снижения шумового загрязнения рядом с трансформаторами устанавливают специальные экраны или в конструкции их самих предусматривают глушители.
Список статей
Звук трансформатора – причины гудения и способы устранения
Электрическая трансформаторная подстанция состоит из целого комплекса устройств (проводников, измерительно — управляющих приборов, трансформатора) которые издают характерный звук трансформатора. Все они предназначены для преобразования напряжения, подаваемого распределительной сетью напряжением несколько киловольт в значения пригодные для потребителей 220/380 вольт.
В настоящее время широкое распространение получили мачтовые трансформаторные подстанции которые располагаются на опорах, что имеет существенные достоинства.
Кроме отсутствия явного трансформаторного звука или гула ввиду нахождения не в зданиях они более безопасны из-за отсутствия доступа к токопроводящим элементам.
Из-за чего гудит трансформатор
В течение многих лет коммунальные компании размещали трансформаторы в подвалах или снаружи, но поблизости от зданий, чтобы обеспечить потребителей необходимой энергией. В городах, где земля и площадь первого этажа ограничены они могли оказаться даже внутри здания. В этих условиях силовые подстанции часто располагали вблизи занятых помещений.
Как и другие устройства трансформаторы работают с переменным напряжением, которое вызывает колебания сердечников. Эта вибрация часто может быть услышана как слышимый звук (характерный трансформаторный гул), но также может ощущаться как вибрация.
Вибрации, которые передаются на конструкцию, могут распространяться в другие помещения внутри зданий и излучаться от поверхности пола, стен или потолка, а также быть услышанными обитателями. Изоляция этой вибрации от занимаемого пространства может быть серьезной проблемой, особенно после того, как строительство завершено и арендаторы или жильцы занимают здание.
Мачтовые трансформаторные подстанции ввиду специфики установки не передают характерный гул.
Трансформаторы генерируют шум и вибрацию из-за магнитострикции, которую они испытывают.
Магнитострикция заставляет сердечники расширяться и сжиматься в ответ на альтернативное напряжение, которое испытывают устройства. Это расширение и сжатие приводит к вибрации и шуму, которые генерируют эти устройства.
На какой частоте гудит трансформатор
Генерируют преобразователи свой звук трансформатора на частоте 100 Гц и его гармониках (200, 300 Гц).
Частота 100 Гц — это довольно длинная длина волны, которая может создавать стоячие волны в замкнутых пространствах, например там, где этот звук может повлиять на будущих жильцов. Трудность возникает потому, что эти стоячие волны создают очень выраженный узловой паттерн на тоне 100 Гц и гармониках внутри внутреннего пространства. Измерения показали, что узловая картина может вызывать колебания уровня звука на этой частоте на целых 7-10 дБ в пределах площади около 10 м2.
Хотя частота сети 50 Гц — слышны пики синусоиды, а именно — 100 Гц. Индукция в трансформаторе достигает максимума за один период частоты переменного тока (50 Гц). Более отчетливо слышна вибрация с частотой 100 Гц при частоте сети 50 Гц.
Имеется ли замена силовых устройств в подстанциях
Будущие устройства силовой электроники разработаны для замены громоздкого распределительного оборудования — это твердотельные устройства (SST).
Обычные распределительные устройства понижают напряжение несколько киловольт в 2-3 фазное напряжение уровня распределения напряжения коммунальной сети 220/380В. Они также обеспечивают изоляцию между входным и выходным напряжением. Хотя традиционные преобразователи напряжения эффективны (99% при номинальной нагрузке и 96% при легкой нагрузке), но громоздки, обычно охлаждаются маслом и требуют затрат на установку.
Основной мотивацией для проектирования полупроводниковых трансформаторов является поиск альтернативного решения с меньшим весом и более высокой эффективностью.
Трудно построить высокоэффективный, легкий, магнито и электрически изолированный твердотельный трансформатор для подключения к сетям высокого напряжения. Уже разработан взамен тиристоров высоковольтный биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT — БТИЗ) и диодами. Пока существующие современные высоковольтные высокоскоростные силовые устройства вызывают значительные коммутационные и проводящие потери. С появлением полупроводников на карбит кремниевой основе (SiC) эти ограничения в значительной степени смягчаются, и это обеспечивает мотивацию для новых топологий. Целевая эффективность карбид кремниевых устройств в области силовых приборов составляет 98%.
Разрабатываемые современные полупроводниковые трансформаторы обеспечивают двунаправленное управление потоком мощности, а также могут компенсировать нежелательные нагрузки в виде гармоник, а также могут выступать в качестве статического компенсатора реактивной мощности на стороне высокого напряжения, чтобы обеспечить регулирование.
В настоящее время основной проблемой построения SST являются высоковольтные ограничения силовых устройств. Тиристоры могут быть надежно подключены к высоковольтной сети, но их производительность ограничена низкой частотой переключения работы. Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT – БТИЗ) быстры, но они снова ограничены своей способностью блокировать напряжение устройств пока до 6,5 кв.
В этих устройствах высоковольтный ток выпрямляется и понижается до изолированного низковольтного (400 В) с помощью высокочастотного преобразователя. Это двухуровневый трехфазный инвертор который переключается на частоте 20 кГц.
Это уже не характерный звук трансформатора, они уже не «гудят» на частоте 100 Гц, а едва «пищат» на более высокой частоте.
Почему возникает шум электрического трансформатора и как его снизить
Содержание
Когда дело доходит до регулирования мощности, трансформаторы решают все. Повышающие и понижающие трансформаторы могут повышать или понижать напряжение для подачи любого уровня мощности, необходимого для данного приложения, и до тех пор, пока шум трансформатора не является частью электрической системы, они будут выполнять свою работу надежно и эффективно.
.
Но шум трансформатора может стать серьезной проблемой. Даже небольшое количество может застопорить работу и предотвратить
Далее следует обзор этих трех элементов характеристик трансформатора, а также некоторые соответствующие рекомендации и обзор двух лучших трансформаторов в отрасли.
Что вызывает гудящий шум в электрическом трансформаторе?
Одним из наиболее распространенных симптомов чрезмерного шума трансформатора является знакомое гудение, которое издают трансформаторы. Но определить, является ли количество шума чрезмерным, сложнее, чем кажется.
Почему? Потому что все трансформаторы «гудят» в той или иной степени из-за протекания через трансформатор переменного тока, оказывающего магнитное воздействие на железный сердечник этих устройств.
Определенное количество гудения является нормальным явлением, но существуют меры по его устранению, если измерения производительности трансформатора выходят за указанные параметры для тока, напряжения или того и другого.
Это также может быть необходимо сделать в определенных рабочих ситуациях, чтобы сотрудники были более эффективными и продуктивными.
Давайте рассмотрим несколько тактик, которые вы можете использовать для уменьшения или устранения слышимого гудения, начиная с некоторых шагов, которые вы можете предпринять во время установки и монтажа.
Как предотвратить появление шума трансформатора?
Выберите место установки с низким трафиком
Первым шагом в снижении шума трансформатора является выбор подходящего места с низким трафиком. В данном случае под «трафиком» понимается как передвижение людей, так и наличие других электрических устройств. Любой из них может вызвать чрезмерное гудение, но гораздо более вероятно, что виновником будут другие устройства, особенно в офисных помещениях, где присутствуют компьютеры и другая электроника.
Избегайте углов, лестничных клеток и коридоров
Следующий шаг связан с интервалами.
Установка устройства на твердой поверхности
Кроме того, всегда устанавливайте трансформаторы на твердой поверхности. Поверхности из фанеры усиливают шум, как и тонкие стены, которые в основном используются в качестве занавесок во внутренних конструкциях. Для достижения идеальной производительности трансформаторы лучше всего работают при установке на тяжелых и плотных поверхностях, таких как бетонные полы или стены, поэтому по возможности они должны быть вашими предпочтительными поверхностями.
Затяните болты на корпусах
Если вам необходимо установить их в других местах, вы можете использовать гибкое крепление, чтобы уменьшить контакт с металлом и уменьшить передачу шума.
Где бы вы ни устанавливали трансформаторы, убедитесь, что болты и винты на трансформаторе затянуты надлежащим образом. Незакрепленные детали будут добавлять вибрацию, которая увеличивает шум, и вы всегда должны следить за тем, чтобы не поднимать рым-болты, так как они также могут увеличить шум, если они используются во время установки.
Использовать звукопоглощающий материал
Кроме того, есть несколько упреждающих шагов, которые вы можете использовать, чтобы уменьшить влияние гудения на тех, кто работает в местах, где присутствуют трансформаторы.
Один из них заключается в использовании звукопоглощающего материала, который поможет предотвратить распространение шума. Акустическая плитка — один из лучших демпфирующих материалов, которые вы можете использовать, а стекловолокно и кимсул — другие хорошие примеры хорошего демпфирующего материала.
Другим вариантом является использование таких материалов, как масляные барьеры или амортизирующие прокладки.
И последнее замечание о гудении трансформатора — всегда следуйте рекомендациям производителя при установке и настройке трансформаторов.
Эти спецификации, как правило, очень конкретны, когда речь идет об использовании демпферов, винтов и болтов, и внимание к деталям, содержащимся в спецификациях, важно, когда речь идет о получении максимальной отдачи от ваших трансформаторов.
CHINT Power Transformer Solution
Силовой трансформатор 220 кВ
Когда дело доходит до трансформаторных решений, силовой трансформатор 220 кВ является одним из примеров отличного решения.
Он подходит для ряда применений, где важна мощность, включая электростанции, подстанции и крупные промышленные предприятия.
Этот трансформатор соответствует всем необходимым спецификациям, включая IEC 60076-1, ANSI, AS, IEEE и другим стандартам IEC.
Диапазон напряжения составляет 50/60 Гц при 220 кВ с мощностью от 16 000 до 780 000 кВА. Эти трансформаторы обеспечивают высокую надежность и безопасность работы, а их эффективность превосходна.
Этот трансформатор также обеспечивает дополнительную прочность изоляции и защиту от короткого замыкания, а также компактную, легкую конструкцию и низкий уровень шума. Кроме того, их можно легко настроить и быстро доставить.
Сухой трансформатор с сердечником из аморфного сплава
Сердечник из аморфного сплава Сухой трансформатор — еще один отличный выбор для таких применений, как высотные здания, коммерческие помещения, метро, аэропорты и т. д.
Он также соответствует стандарту IEC 60076-11 с мощностью 30-2500 кВА и номинальным напряжением высокого напряжения 10 кВ. Эти силовые трансформаторы обладают аналогичными высокими характеристиками, включая механическую прочность, превосходную термическую стабильность и возможность увеличения мощности в небольшом и легком корпусе.
Сводка
Никому не нравится шум трансформаторов. Тем не менее, с помощью приведенных выше советов вы почти наверняка сможете уменьшить шум, создаваемый вашим трансформатором, и обеспечить более тихую жилую и рабочую среду.
Почему это происходит и как этого избежать
Жужжание и жужжание являются распространенной жалобой на электрические трансформаторы, которые часто встречаются как в промышленных, так и в жилых районах. Несмотря на то, что в трансформаторе нет движущихся частей, эти вибрационные звуки очень похожи на звуки, издаваемые генераторами и двигателями.
Что вызывает гудящий шум в электрическом трансформаторе?
Основной причиной шума трансформатора является магнитострикционный эффект. Именно здесь размеры ферромагнитных материалов изменяются при контакте с магнитным полем. Переменный ток, протекающий через катушки электрического трансформатора, оказывает магнитное воздействие на его железный сердечник.
Это заставляет ядро расширяться и сжиматься, что приводит к гудящему звуку.
Как предотвратить это?
Полностью устранить магнитострикцию невозможно, но правильная конструкция трансформатора, сборка и монтаж помогают в некоторой степени контролировать ее, а также маскировать шум.
Давайте рассмотрим меры предосторожности, которые необходимо соблюдать во время установки и монтажа, чтобы свести к минимуму шум:- Выберите место для установки с низкой будет раздражать шум, особенно если окружающий шум ниже уровня звука устройства. Убедитесь, что между трансформатором и местами с интенсивным движением в офисах, жилых домах и т. д. имеется хотя бы одно пространство с низкой проходимостью.
- Избегайте углов, лестничных клеток и коридоров
Установка трансформатора в углу комнаты или близко к потолку, так как эти места усиливают шум. Убедитесь, что вы не устанавливаете его в узком коридоре, холле или на лестнице.
Как и в углах комнаты, в этих местах звук будет усиливаться и отражаться обратно громче. - Установка блока на твердую поверхность
Тонкие навесные стены или фанерные поверхности будут усиливать шум трансформатора, поэтому блоки следует устанавливать на плотных, тяжелых поверхностях, таких как железобетонные стены или полы. Для достижения наилучших результатов монтажные поверхности должны весить в 10 раз больше, чем сам блок. - Затяните болты на корпусах
Проверьте, правильно ли затянуты болты и винты на крышке и верхней части трансформатора. Незакрепленные детали будут вибрировать при работе трансформатора и усиливать существующий звук. Поднятие болтов с проушиной также может увеличить шум, поэтому обязательно удалите все, что использовалось во время установки. - Используйте звукоизоляционный материал
Вы можете уменьшить часть шума, создаваемого электрическим трансформатором, используя материалы, препятствующие распространению звука. Покрытие стен трансформаторного помещения поглощающими материалами, такими как кимсул, акустическая плитка или стекловолокно, может помочь сдержать шум. - Используйте масляные барьеры или амортизирующие прокладки
Как и звукопоглощающие материалы, масляные барьеры и амортизирующие прокладки также могут помочь изолировать трансформаторный шум и предотвратить его распространение. На самом деле они не уменьшают звук или вибрацию, но помогают уменьшить раздражение, которое они вызывают у людей в близлежащих районах. - Попробуйте гибкие методы монтажа
При установке электрических трансформаторов на несущие стены, колонны, потолки или рамы используйте внешние виброгасители наряду с гибкими соединениями и методами монтажа. Это предотвращает металлический контакт между монтажной поверхностью и блоком, чтобы уменьшить передачу шума. - Следуйте инструкциям производителя
Как и в случае с другими электрическими материалами, следуйте инструкциям и рекомендациям производителя. Например, если конструкция включает в себя виброгасители между корпусом и сердечником и креплением блока катушек, крепежные болты для них необходимо удалить после установки.
Как и в углах комнаты, в этих местах звук будет усиливаться и отражаться обратно громче.
Покрытие стен трансформаторного помещения поглощающими материалами, такими как кимсул, акустическая плитка или стекловолокно, может помочь сдержать шум.
Например, если конструкция включает в себя виброгасители между корпусом и сердечником и креплением блока катушек, крепежные болты для них необходимо удалить после установки.Точно так же могут быть и другие конструктивные особенности, которые необходимо знать, если вы хотите избежать шума!
Дополнительный совет: попробуйте инновационные технологии и материалы
При изучении электрических трансформаторов обратите внимание на новейшие технологии, дизайн, материалы и методы установки — в долгосрочной перспективе это будет стоить дополнительных усилий. Сегодня баки трансформаторов могут быть изготовлены с ребрами жесткости и другими материалами, которые минимизируют рабочий шум, поэтому перед принятием решения изучите современные решения.
В D&F Liquidators мы можем предложить вам необходимые электротехнические материалы по ценам, которые розничные продавцы не могут превзойти. Мы также поможем вам найти то, что вам нужно, если у нас его нет на складе.
