변압기 소음의 원인과 해결 방법

이 내용은 사회 보장 전자 낙뢰 보호 장치 제조업체에서 전달합니다. 현대 사회에서 전력 변압기는 사람들의 일상 생활에 없어서는 안될 장비이지만 이러한 장비는 작동시 많은 문제를 야기합니다. 소음. 이러한 소리는 변압기의 여러 부분의 진동에 의해 생성되며 완전히 제거할 수 없습니다. 이러한 소음을 줄이기 위해 ABB Corporate Research의 엔지니어 팀은 COMSOL Multiphysics®를 사용하여 변압기 시스템의 음향, 전자기 및 기계적 동작을 시뮬레이션했습니다.

변압기에서 윙윙거리는 소음이 나는 원인은 무엇인가요?

전력선을 통한 교류 전류 전송은 전압을 높이거나 낮추는 변압기의 능력에 따라 달라집니다. 전압이 높을수록 송전선이 장거리 이동 시 전력 손실이 줄어들고, 전압이 낮을수록 도시와 건물 근처의 안전이 보장됩니다. 변압기는 전원 공급 장치의 필수 구성 요소이지만 원치 않는 소음을 발생시키기도 합니다.

전력 변압기의 활성 구성 요소.

"변압기 소음"은 장비의 다양한 구성 요소의 진동으로 인해 발생합니다. 영향을 미치는 요인에는 코일로 감싼 금속 코어, 오일 탱크 및 탱크의 변압기 오일이 포함됩니다. 교류 전류가 코일을 통과하여 자속을 생성하고, 이로 인해 자기왜곡 효과로 자기 코어에 기계적 변형이 발생합니다. 자속의 방향이 변함에 따라 자기 코어는 계속해서 빠르게 팽창하고 수축합니다. 결과적인 진동은 변압기 오일을 통해 오일 탱크와 자기 코어의 부착 지점으로 전달됩니다. 동시에 교류는 코일 권선의 로렌츠 힘으로 인해 부하 잡음도 발생시킵니다.

변압기 운전시 발생하는 소음은 일반적으로 변압기 본체 소음과 냉각 장치 소음이 합성된 소음을 말합니다. 따라서 변압기의 소음을 줄이기 위해서는 이 두 가지 측면에서도 효과적인 기술적 대책을 강구해야 합니다. 현재 국내 변압기 소음 테스트 기관에는 칭화대학교 건물 물리학 연구소가 포함되어 있습니다.

한편으로는 코어의 진동을 줄이고 소음의 발산을 줄여 변압기 본체의 소음을 제어할 수 있으며 진동 감소, 방음을 통해 소음을 줄이는 데에도 사용할 수 있습니다. , 흡음 및 기타 조치를 통해 소음이 확산되는 것을 방지합니다.

반면, 냉각 시스템의 소음을 본체 소음 수준에 가깝거나 낮게 제어하면 변압기 소음을 효과적으로 줄일 수도 있습니다.

1. 변압기 본체의 소음을 줄입니다.

(1) 철심에 대한 기술적 조치

① 작은 크기의 고품질 실리콘 강판을 사용합니다. 자기 변형 ε 개선 결정학적 방향의 무결성을 유지하기 위해 특수 코팅이 인장 강도를 증가시켜 자기 변형 ε을 줄입니다. 자속밀도가 1.5T일 때 고방향성 규소강판의 자기왜곡 ε은 일반 규소강판의 60에 불과하다. 따라서 동일한 자속밀도 하에서 고품질 규소강판의 자기변형 ε이 작아지고, 그에 따라 발생하는 진동도 작아지며, 소음도 2~4dB(A) 정도 저감할 수 있습니다.

② 코어의 자속 밀도 B를 줄입니다. 코어의 정격 작동 자기 밀도 B는 일반적으로 필요한 노이즈 및 무부하 손실 값에 따라 달라집니다. 테스트 결과, 정격자기밀도(B)는 1.5~1.8T 범위에 있으며, 자기밀도가 0.1T씩 감소할 때마다 코어의 소음은 2~3dB(A)씩 감소하는 것으로 나타났습니다. 자기 밀도의 변화로 인한 소음 변화 ΔLpa는 다음 공식으로 결정할 수 있습니다. ΔLpa=10lg[(B1/B2)8 (GFe2/GFe1)1], dB(A) 여기서 B1과 B2는 작동합니다. 변화 전과 후의 자기장 밀도(T) GFe2, GFe1 - B1 및 B2에 해당하는 코어 중량(kg) 자기 밀도의 감소는 변압기의 부피와 무게를 증가시킬 뿐만 아니라, 경제 지표를 악화시킬 뿐만 아니라 소음 방출의 표면적도 증가하여 변압기의 음력 레벨이 증가합니다.

③ 완전 경사 엇갈린 조인트를 사용한 철심 구조 코어 기둥과 철 요크의 전통적인 엇갈린 조인트 구조에서는 자력선이 조인트에서 측면으로 인접한 실리콘 강판을 교차하여 와전류를 생성합니다. 그리고 자기 포화로 인해 잡음과 무부하 손실이 증가합니다. 완전히 비스듬한 엇갈린 조인트를 사용하면 코어 기둥과 철 요크 사이의 중첩이 보장되고 자속 왜곡이 줄어들며 철심의 전반적인 기계적 강도가 보장됩니다.

실습에 따르면 자기 밀도가 1.7T일 때 코어는 완전히 비스듬한 엇갈린 조인트를 채택하여 소음을 3~5dB(A)만큼 줄이는 것으로 입증되었습니다.

IV 철요크의 면적을 늘려 철요크의 자속 밀도를 줄이십시오. 변압기 줄기에서 발생하는 소음은 코일과 스크린에 의해 효과적으로 감쇠될 수 있으므로 대부분의 신체 소음은 철제 진동으로 인해 발생합니다. 변압기를 설계할 때 각 단의 철요크와 코어기둥의 폭 비율이 단면적 비율과 정확히 일치하도록 해야 합니다. 이는 자속이 스템으로부터 철요크 내부로 유입될 때 규소강판 표면에 수직인 누설자속으로 인해 소음이 증가하는 것을 방지할 수 있다. 소음 제거 변압기

⑤ 코어 심을 늘리십시오. 테스트 결과 변압기 코어가 2레벨 심에서 3레벨 심으로 변경되면 소음이 3~6dB(A) 감소할 수 있는 것으로 나타났습니다. 이는 2레벨 솔기에서 해당하는 두 개의 솔기 간격이 한 층의 라미네이션에만 걸쳐 있는 반면, 3레벨 솔기는 두 개의 라미네이션 층에 걸쳐 있기 때문입니다. 스패닝 라미네이션의 각 층 끝에 있는 자기 밀도가 감소하기 때문입니다. 소음 감소.

⑥ 코어 조임력을 제어합니다. 데이터에 따르면 코어 조임력이 0.08~0.12Mpa의 압력일 때 변압기 소음이 가장 낮습니다. 코어 제조 공정 중에 토크 렌치를 사용하여 조임력을 합리적으로 제어할 수 있으며, 동시에 코어 컬럼 결합력을 균일하게 만들고 자기 변형 ε이 증가하는 것을 방지하기 위해 코어 컬럼 스테이지 사이에 절연 로드를 배치할 수도 있습니다. 코어에 힘이 고르지 않게 가해집니다. 위의 조치를 통해 본체 소음을 3~6dB(A) 정도 줄일 수 있습니다.

⑦ 첨단 처리 기술을 사용하여 자기왜곡 ε은 스트레스에 매우 민감합니다. 동일한 자기밀도 조건에서 응력이 작은 규소강판에 비해 응력이 큰 규소강판에서는 응력이 증가할수록 ε가 급격하게 증가한다. 따라서 자동화된 수평 및 수직 전단 라인 사용, 철 요크를 쌓지 않고 실리콘 강판의 적층 높이 제어, 오일 통로 및 클램프 절연에 사용되는 판지를 사전 압축 및 조밀화하는 등의 선진적이고 합리적인 가공 조치가 채택됩니다. 이와 같은 조치를 취하면 규소강판의 응력 증가를 줄여 변압기 소음을 줄일 수 있습니다.

⑧ 철심발과 탱크 바닥 사이에 진동흡수 고무를 배치한 것처럼 철심의 자기변형 진동은 철심발의 두 채널을 통해 탱크로 전달됩니다. 그리고 절연유. 철심 발과 탱크 바닥 사이에 댐핑 고무를 배치하면 본체와 탱크 사이의 견고한 접촉을 탄성 접촉으로 변경할 수 있습니다. 따라서 진동의 일부 전달이 차단되어 차체 소음이 감소됩니다.

(2) 연료탱크에 대한 기술적 조치

① 탱크 벽의 강도를 높이고 탱크 벽의 진폭을 줄이려면 탱크 벽의 진폭을 줄이십시오. 벽의 경우 탱크의 전체 강성을 높여야 합니다. 이를 위해 박스벽의 두께를 적절히 증가시키거나 보강리브를 합리적으로 배치하여 리브 사이의 간격을 조절할 수 있다. 동시에 합리적인 용접 기술로 보완되어 상자 벽의 용접 변형이 줄어들고 제조 과정에서 잔류 응력이 줄어듭니다. 이러한 방식으로, 박스벽의 강도를 향상시키고, 박스벽의 진폭을 감소시키며, 소음을 감소시킬 수 있습니다.

② 연료탱크의 감쇠력을 높이기 위해 연료탱크 내벽에 고무판을 설치할 수 있습니다. 자기 차폐 기능이 있는 변압기의 경우 상자 벽과 자기 차폐 사이에 고무판을 배치할 수 있습니다. 보강 리브 사이에 일반 산업용 철망을 용접하고, 메쉬 위에 2~3mm 두께의 감쇠재를 칠해 두어 박스벽의 방열에 영향을 주지 않을 뿐만 아니라 박스벽의 진동을 줄여 소음도 줄여줍니다.

③ 탱크 바닥과 기초 사이에 댐퍼를 설치하여 탱크 바닥과 기초 사이의 견고한 연결을 방지합니다. 진동은 댐퍼를 통해 감쇠되어 소음을 줄입니다. 일반적으로 고무 충격 흡수 장치와 스프링 고무 충격 흡수 장치가 사용됩니다.

2. 방음층을 추가해 소음을 줄인다

연료탱크 구조는 복합형과 고효율형 두 가지로 나뉜다. 복합형은 연료탱크의 외부 구조에 따라 방음판을 여러 조각으로 만들 수 있으며, 강판 내부에 흡음재를 배치합니다. 흡음재에는 암면, 유리 섬유 등이 포함됩니다. 방음벽은 변압기 본체에서 방출되는 소음의 일부를 반사할 수 있으며, 소음이 방음벽을 통과할 때 일부도 흡수되어 소음을 줄일 수 있습니다. 1장의 방음판을 연료탱크 보강철판에 각각 볼트로 고정하는 방식의 방음판을 사용하면 소음을 10~15dB 정도 줄일 수 있습니다. 두 개의 강화 철판 사이에 놓고 얇은 스프링 강판으로 고정하는 고효율 차음 패널도 사용할 수 있습니다. 프레임 형태의 추가 웨이트는 고효율 차음판의 진동 특성을 조정하여 그 진폭이 강화철의 진폭보다 현저히 낮도록 하여 변압기 본체의 소음을 효과적으로 차폐하고 소음을 l0-5db( 에이).

3. 능동 취소 침묵 방식

소음을 줄이기 위해 침묵 방식을 사용합니다. 즉, 여러 개의 잡음 발생기가 변압기 영화 내에 배치되어 이들이 방출하는 잡음과 변압기에서 방출되는 잡음이 서로 상쇄됩니다. 그 원리는 먼저 변압기 잡음 신호를 전기 신호로 변환한 다음 잡음 발생기를 증폭하고 자극하여 각 잡음이 동일한 진폭과 반대 위상의 잡음을 방출하여 변압기 잡음이 파괴적으로 간섭되도록 하는 것입니다. 소음은 약 15dB(a) 정도입니다.

4. 냉각 시스템 소음 감소

(1) 저소음 변압기 설계 시 합리적인 냉각 방법을 채택하고 설계 요구 사항을 충족해야 합니다. 라디에이터는 공냉식 라디에이터 또는 강력한 오일 순환식 공기 냉각기를 대체하여 냉각기의 소음 원인을 근본적으로 제거하고 소음을 8~15dB(A) 효과적으로 줄일 수 있습니다.

(2) 저소음 냉각 장치를 선택하십시오. 냉각 장치 선택 과정에서는 저소음 냉각 장치를 선택해야 합니다. 대용량 및 소음이 많은 팬을 적당한 유속을 갖춘 여러 개의 새로운 저소음 팬으로 교체하면 다음과 같은 이점이 있습니다. 첫째, 팬이 고르게 배열되어 균일한 냉각을 제공할 수 있습니다. 둘째, 팬 그룹 중 하나에 장애가 발생하면 나머지 팬이 작동합니다. 정상적으로 작동할 수 있으므로 냉각 시스템의 신뢰성이 향상됩니다. 셋째, 총 냉각 공기량이 변하지 않고 모터 출력이 대류 팬의 70~75에 불과하며 소음이 적습니다. 2~3dB(A) 정도 감소됩니다.

(3) 진동 감소 장치를 사용하십시오. 변압기 본체의 소음은 상자 벽과 오일을 통해 냉각 장치의 진동을 유발하므로 진동을 효과적으로 제어할 수 있습니다. 먼저 연료 탱크와 라디에이터 사이에 진동 방지 헤드를 사용하십시오. 진동 방지 헤드는 부식 방지 진동 방지 고무 또는 스테인리스 스틸로 제작할 수 있습니다. 테스트 결과에 따르면 진동 방지 헤드는 일반적으로 자체 냉각 라디에이터의 진동 소음을 5~8dB(A) 정도 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다. 둘째, 측면 불어 또는 바닥 불어 라디에이터 냉각 방법의 경우 팬이 냉각 시스템의 진동을 악화시키는 것을 방지하기 위해 팬 브래킷을 라디에이터에 직접 고정할 수 없으며 상자 벽에 고정해야 합니다. 진동 흡수 고무 패드를 설치해야 합니다. 셋째, 냉각시스템과 본체에 별도로 설치된 변압기와 팬을 전용 기초 위에 고정시켜야 한다.

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