În societatea modernă, unde energia electrică este omniprezentă, transformatoarele, ca „inima” rețelei electrice, influențează direct fiabilitatea sursei de energie prin stabilitatea lor operațională. Cu toate acestea, zgomotele cu zumzet scăzute pe care le generează aceste dispozitive masive devin adesea „oaspeți nedoriti” în apropierea zonelor rezidențiale, a spitalelor și a școlilor. De unde provin exact zgomotele transformatorului? Cum putem reduce științific zgomotul? Acest articol se adâncește în lumea micro-lumea și înfășurările pentru a dezvălui cauzele principale ale zgomotului și explorează tehnologiile silențioase de ultimă oră.

I. Trei surse majore de zgomot transformator

Zgomotul transformatorului provine în esență din superpoziția vibrațiilor mecanice și a vibrațiilor de aer, provenind în principal din trei componente de bază:

Vibrație de bază: „melodia principală” a funcționării transformatorului

Când curentul trece prin miez, câmpul magnetic alternativ provoacă magnetostricarea în micro-deformații periodice din oțel din siliciu (de obicei la scara micronului) pe măsură ce direcția câmpului magnetic se schimbă. Această vibrație telescopică are o frecvență fundamentală de 100Hz (dublarea frecvenței puterii), servind ca principală sursă a „Buzz” a transformatorului [15].
Amplitudinea vibrațiilor este influențată direct de densitatea fluxului magnetic (valori tipice: 1,5–1,8t) și materialul din oțel din siliciu. Fișele de oțel de siliciu de înaltă calitate reduc magnetostricția cu 60% în comparație cu foile obișnuite prin orientarea optimizată a cristalelor, minimizând astfel vibrațiile [17].

Vibrația de înfășurare: „împingerea invizibilă” a curentului

Când curentul de încărcare trece prin înfășurări, câmpul magnetic de scurgere exercită forțe electromagnetice alternative pe bobine. Deși intensitatea vibrațiilor sale este, în general, doar aproximativ 1\/10 din vibrația miezului (în interiorul intervalelor de densitate magnetică convențională), compresia de înfășurare liberă sau scurtcircuite pot produce sunete de „zgomot” sau de descărcare parțială [19].

Sistem de răcire: „Forța principală” a zgomotului de înaltă frecvență

Ventilatoarele și pompele de ulei generează zgomot de frecvență medie-înaltă (500-2000Hz) în timpul funcționării, la care urechile umane sunt deosebit de sensibile. Zgomotul din răcitoarele de circulație a uleiului forțat îl depășește adesea pe cel al transformatorului în sine, devenind principala sursă de poluare [15]. Proiectarea, viteza de rotație și numărul de lame ventilatoare afectează în mod direct nivelurile de putere a sunetului; Măsurătorile arată că un singur ventilator poate produce zgomot care depășește 70dB [7,10].

Tabel: Comparația principalelor caracteristici ale sursei de zgomot în transformatoare

Ii. Zgomote anormale: „clopote de alarmă” pentru defecțiuni

Pe lângă sunetele de funcționare în stare constantă, zgomotele anormale semnalează adesea defecțiuni interne:

Supraveghere\/supracurent: Creșterea uniformă „Zgomotul” sau intermitentul „割割割 (割割割)” sunete în timpul modificărilor de încărcare bruscă [2].

Părți libere: „Clanging” Hammering sau „Whirring” sunete de vânt, cu citiri normale ale instrumentelor [6].

Scurtcircuit de întoarcere la întoarcere: „Gurgling” sunete de la fierberea uleiului local, însoțite de vârfuri bruște de temperatură [6,9].

Defecțiuni de bază: Descărcarea „crăpătură” sunete de la firele de sol sparte; Roaring rezonant din foi de oțel de siliciu necomprimat [9].

Descărcare plutitoare: Sunete slabe de „șuieră”, adesea cauzate de un contact slab din cauza pulverizării vopselelor [9].

Avertisment de caz: O stație a experimentat odată un urlet piercing din rezonanța tubului ventilator din cauza șuruburilor libere într-o suport mai rece. Neglijat de mult timp, acest lucru a provocat în cele din urmă oboseala și scurgerea tubului de ulei [10].

Iii. Zgomot de frecvență joasă: amenințări invizibile pentru sănătate

Zgomotul transformatorului este predominant cu frecvență joasă (<500Hz). While less piercing than high-frequency noise, it is more penetrating:

Long-term exposure to >35DB poate provoca palpitații și iritabilitate; Peste 85DB crește riscul de surditate la 5% [15].

Sunetul cu frecvență joasă pătrunde direct prin oasele urechii, declanșând tensiunea nervoasă simpatică și ceea ce duce la creșterea tensiunii arteriale și a tulburărilor endocrine [1].

Studiile arată că copiii în medii zgomotoase au niveluri de inteligență cu 20% mai mici decât cele din medii liniștite, cu impact asupra dezvoltării fetale [5].

Iv. Tehnologii de reducere a zgomotului: control cuprinzător de la sursă la calea de propagare

1. Controlul vibrațiilor de bază: vizarea „gâtului” zgomotului

Upgrade -uri materiale: Oțelul de siliciu orientat înalt (de exemplu, 30ZH120) reduce magnetostricția cu 40%, obținând o reducere a zgomotului de 2–4dB (a) [17].

Optimizare structurală:

Core complet 斜接缝 (complet mited): Reduceți distorsionarea fluxului magnetic, scăzând zgomotul cu 3–5DB (A).

Proiectarea articulațiilor în trei etape: reducerea în continuare a zgomotului cu 3–6DB (a) în comparație cu îmbinările tradiționale în două etape.

Creșterea zonei transversale a jugului: distribuția densității magnetice de echilibru și suprimă sursa principală de vibrație [1].

Controlul preciziei procesului:

Clamping Force menținut la {{0}}. 08–0.12mpa (interval optim).

Tăierea cu laser a foilor de oțel din siliciu pentru a reduce stresul.

Plăcuțe cu vibrații din cauciuc pe picioarele de bază pentru a bloca transmisia vibrațiilor [7].

2. Sisteme de răcire silențioasă: combaterea zgomotului de înaltă frecvență

Răcire naturală 代替 Răcire forțată: Eliminarea ventilatoarelor reduce zgomotul cu 8-15dB (a), așa cum se vede în radiatoarele de tip fin [17].

Inovații cu fani cu zgomot redus:

Mai mulți fani cu flux mic înlocuiesc ventilatoarele de mare putere: reducerea zgomotului de 2–3dB (a) cu o redundanță îmbunătățită.

Airfoil Blade Design: reduce zgomotul vortexului.

Controlul conversiei frecvenței: ajustează viteza cu temperatura pentru a evita funcționarea cu viteză completă [7,10].

Selectarea pompei de ulei: Optați pentru modele cu cap stabil (de exemplu, 6bp 135-4. 6\/3V) pentru a preveni fluxul de ulei turbulent [10].

Cazul de succes: După reamenajarea transformatorului principal de 220kV la Huashan Substație cu 4 răcitoare cu zgomot redus (yf 1-200) înlocuind 7 vechi, zgomotul în camera de control a scăzut semnificativ, în timp ce temperatura uleiului a scăzut cu 10 grade [10].

3. Blocarea căii de propagare: linia finală a apărării

Incinte acustice: Panourile izolate de sunet modular (umplute cu lână de rocă) Reduc zgomotul cu 10-15dB. Panourile de înaltă eficiență, cu blocuri de masă suplimentare pentru a proteja frecvențele specifice [17].

Anulare activă a zgomotului:

Amortizoare adaptive (bazate pe algoritmul LMS): implementați surse de sunet anti-fază la 1 m de transformator pentru a obține reducerea zgomotului de 6dB [8].

Anularea vibrațiilor active: Instalați actuatoare pe peretele rezervorului pentru a emite unde de contra-vibrație [8].

Tratamente de amortizare:

Acoperire de cauciuc de amortizare de 3 mm pe pereții rezervorului.

Foi de cauciuc introduse între scuturi magnetice și pereții rezervorului.

Amortizoare de vibrații de primăvară pe fundații [7].

V. Direcții viitoare: Transformatoare silențioase inteligente

Odată cu progresele tehnologice, reducerea zgomotului transformatorului se îndreaptă către inteligență:

Compensare în timp real a magnetostricției: Ceramica piezoelectrică atașată la suprafețele de bază aplică contra-deformații pentru vibrațiile compensate.

Modele digitale Twin: Modele de cuplare „electromagnetice-structural-acustic bazat pe elemente” (de exemplu, de către echipele Universității Wuhan) prezic cu exactitate distribuția zgomotului [4].

Diagnostic de zgomot AI: Recunoașterea de amprentă sonoră identifică tipurile de erori pentru a elimina sursele anormale de zgomot la rădăcinile lor.