У сучасному суспільстві, де електроенергія є всюдисуща, трансформатори, як "серце" енергетичної мережі, безпосередньо впливають на надійність живлення через їх операційну стабільність ., однак, низькокваліфіковані шумки, що генерують ці масивні пристрої, часто стають "недоброзичливими гостями", де точні, що не перетворюють на проживання, і школи? Як ми можемо науково зменшити шум? Ця стаття заглиблюється в мікросверд ядер і обмоток, щоб виявити першопричини шуму та досліджує передові мовчазні технології .

I . Три основні джерела шуму трансформатора

Шум трансформатора по суті випливає з суперпозиції механічних коливань та вібрацій повітря, в першу чергу, що походить від трьох основних компонентів:

Вібрація ядра: "основна мелодія" роботи трансформатора

Коли струм проходить через серцевину, чергування магнітного поля викликає магнітострикцію в кремнієвих сталевих листах-періодичних мікродеформаціях (як правило, в шкалі мікрона), оскільки змінює магнітне поле . Ця телескопічна вібрація має фундаментальну частоту 100 Гц (подвійна частота потужності), що служить основним джерелом перетворювача "[15].
На амплітуду вібрації безпосередньо впливає щільність магнітного потоку (типові значення: 1 . 5–1 . 8t) та кремній сталевий матеріал. Високоякісні кремнієві сталеві аркуші зменшують магнітострикцію на 60% порівняно зі звичайними аркушами за допомогою оптимізованої кристалічної орієнтації, тим самим мінімізуючи вібрацію [17].

Звивиста вібрація: "невидимий штовхач" струму

When load current passes through the windings, the leakage magnetic field exerts alternating electromagnetic forces on the coils. Although its vibration intensity is generally only about 1/10 of core vibration (within conventional magnetic density ranges), loose winding compression or short circuits can produce obvious "buzzing" or partial discharge sounds [19].

Система охолодження: "основна сила" високочастотного шуму

Вентилятори та масляні насоси генерують шум середньої до високої частоти (500–2000 Гц) під час роботи, до яких людські вуха особливо чутливі . Шум від примусової циркуляції нафти, часто перевищує високу трансформатора, стаючи основним джерелом забруднення [15] . Дизайн, швидкості обертання та кількості вентиляторів. Вимірювання показують, що один вентилятор може видавати шум, що перевищує 70 дБ [7,10] .

Таблиця: Порівняння основних характеристик джерела шуму в трансформаторах

II . Ненормальні шуми: "Дзвінилі" для несправностей

На додаток до стаціонарних звуків роботи, аномальні шуми часто сигналізують про внутрішні несправності:

Перенапруга/перенапруження: Рівномірно збільшені "гудіння" або переривчасті "звуки 割割割 (割割割) під час раптових змін [2] .

Вільні частини: "Забиваючи" забивання або "химерні" звуки вітру, із звичайними показаннями інструментів [6] .

Коротке навантаження на поворот: "Бурчання" звучить від місцевої кипіння масла, що супроводжується раптовими температурними шипами [6,9] .}

Основні несправності: "Тріщинні" розряди з розбитого ґрунтового дроту; Резонансний рев від нестиснених кремнієвих сталевих листів [9] .

Плаваючий розряд: Слабкі звуки "шипіння", часто викликані поганим контактом через розпилення фарби [9] .

Попередження про випадок: Підстанція колись зазнала пронизливого виття з резонансу вентиляторів через пухкі болти в кулер-кронштейні .}, що нехтують довго, це врешті спричинило втому і витік масляної трубки [10] .

III . Низькочастотний шум: Невидимі загрози здоров’я

Шум трансформатора є переважно низькочастотним (<500Hz). While less piercing than high-frequency noise, it is more penetrating:

Long-term exposure to >35 дБ може спричинити серцебиття та дратівливість; Понад 85 дБ збільшує ризик глухості до 5% [15] .

Низькочастотний звук проникає безпосередньо через вушні кістки, викликаючи симпатичне напруження нерва і призводить до підвищеного артеріального тиску та ендокринних порушень [1] .

Дослідження показують, що діти в галасливих умовах мають рівень інтелекту на 20% нижчий, ніж у тихі середовища, з впливом на розвиток плода [5] .}

IV . Технології зменшення шуму: Комплексний контроль від джерела до розповсюдження

1. Контроль вібрації ядра: орієнтація на "горло" шуму

Оновлення матеріалу: Високо орієнтована кремнієва сталь (e . g ., 30zh120) зменшує магнітострикцію на 40%, досягаючи зменшення шуму 2–4db (a) [17] .}

Структурна оптимізація:

Повністю 斜接缝 (повністю зменшені) ядра: зменшити спотворення магнітного потоку, зниження шуму на 3–5 дБ (а) .

Триступенева конструкція суглобів: подальше зменшення шуму на 3–6 дБ (а) порівняно з традиційними двоступеневими суглобами .

Збільшена область поперечного перерізу ярмо: баланс магнітної щільності та придушення основного джерела вібрації [1] .

Обробка точності:

Сила затискача підтримується при 0 . 08–0.12mpa (оптимальний діапазон).

Лазерне різання аркушів кремнію для зменшення напруги .

Гумові вібраційні прокладки на базових стопах для блокування вібраційної передачі [7] .

2. Мовчазні системи охолодження: боротьба з високочастотним шумом

Природне охолодження 代替 примусове повітряне охолодження: Усунення вентиляторів зменшує шум на 8–15 дБ (а), як це видно у радіаторів типу FIN [17] .}

Інновації вентиляторів з низьким рівнем шуму:

Кілька вентиляторів з невеликим потоком замінюють одноразові вентилятори з високою потужністю: зменшення шуму 2–3 дБ (а) з поліпшеною надмірністю .

Дизайн леза Airfoil: зменшує вихровий шум .

Контроль перетворення частоти: регулює швидкість з температурою, щоб уникнути повної роботи [7,10] .

Вибір масляного насоса: Opt для моделей зі стабільною головкою (e . g ., 6bp 135-4.6/3v) для запобігання потоку турбулентного масла [10] .

Справа про успіх: Після модернізації основного трансформатора 220 кВ на підстанції Хуашань 4 низькочасними охолоджувачами (yf 1-200), замінивши 7 старих, шум у контрольній кімнаті значно знизився, тоді як температура масла знизилася на 10 градусів [10] .}}}}}

3. Блокування шляху розповсюдження: Кінцева лінія оборони

Акустичні корпуси: Модульні звуконепроникні панелі (наповнені рок-вовни) Зменшіть шум на 10–15db . панелі з високою ефективністю з додатковими масовими блоками, налаштовані на чіткі частоти [17] .

Активне скасування шуму:

Адаптивні глушники (на основі алгоритму LMS): Розгорніть антифазні джерела звуку в межах 1м від трансформатора для досягнення зменшення шуму 6 дБ [8] .

Активне скасування вібрації: Встановіть приводи на стінку резервуара для випромінювання хвиль контр-вібрації [8] .

Демпфірування:

3 мм демпфірування гумового покриття на стінах резервуара .

Гума, вставлені між магнітними щитами та стінами танків .

Пружинні вібраційні демпфери на основах [7] .

V . Майбутні вказівки: Інтелектуальні мовчазні трансформатори

З технологічним прогресом зменшення шуму трансформатора рухається до інтелекту:

Компенсація магнітострикції в режимі реального часу: П'єзоелектрична кераміка, прикріплена до основних поверхонь, застосовують контрформації для компенсації вібрацій .}

Цифрові моделі близнюків: Моделі сполучення на основі кінцевих елементів "Електромагніт-структурно-акустичне поле" (e . g ., командами університету Wuhan) точно прогнозуйте розподіл шуму [4] .}

Діагностика шуму AI: Розпізнавання SoundPrint Ідентифікує типи несправностей для усунення ненормальних джерел шуму на їх коренях .