一種電力變壓器類設(shè)備隔振降噪方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種電力變壓器類設(shè)備隔振降噪方法，更具體涉及一種大型電力變壓 器類設(shè)備隔振降噪方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展及人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，各級變電站深入負(fù)荷中必，變電站 振動與噪聲指標(biāo)已成為變電站設(shè)計(jì)的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，越來越成為影響變電站選址、正 常運(yùn)行的關(guān)鍵指標(biāo)之一。變電站（換流站）的振動與噪聲主要來源是變電站（換流站）內(nèi) 的變壓器、換流器、電抗器及濾波器等變壓器類設(shè)備運(yùn)行時(shí)器身產(chǎn)生的連續(xù)性低頻振動與 噪聲。一般來說，變壓器類設(shè)備的器身主要由鐵必與繞組組成，變壓器類設(shè)備噪聲產(chǎn)生的原 因基本一致，即鐵必與繞組振動產(chǎn)生的機(jī)械噪聲，主要包括娃鋼片磁滯伸縮引起的鐵必振 動，娃鋼片接縫處和疊片之間因漏磁產(chǎn)生的電磁吸引力而引起的鐵必振動及負(fù)載電流產(chǎn)生 的漏磁引起繞組及油箱（包括磁屏蔽等的）振動等。國內(nèi)外的研究和試驗(yàn)證明，變壓器本 體的振動主要取決于鐵必和繞組的振動，漏磁引起的油箱壁振動影響不大。近年來由于鐵 必疊積方式的改進(jìn)，再加上鐵必柱和鐵輛采用無締環(huán)氧玻璃粘帶綁扎，使娃鋼片接縫處和 疊片間的電磁力引起的鐵必振動很小。因此，變壓器類設(shè)備運(yùn)行時(shí)的噪聲源主要是通電狀 態(tài)下的娃鋼片磁滯伸縮和繞組振動引起的，對變壓器類設(shè)備器身振動進(jìn)行有效控制是變電 站噪聲最為根本、最為直接的途徑。
[0003] 目前，各生產(chǎn)廠家主要采用降低鐵芯磁通密度，選用優(yōu)質(zhì)的娃鋼片，優(yōu)化鐵芯與繞 組結(jié)構(gòu)，改善制造工藝等措施與手段，雖說有效改善了變壓器、電抗器鐵芯及繞組的振動與 噪聲，但送些技術(shù)與措施已經(jīng)較為成熟，且往往受到經(jīng)濟(jì)成本制約而難W進(jìn)一步提高。在現(xiàn) 有的結(jié)構(gòu)工藝前提下，僅采用性能優(yōu)良的娃鋼片和降低磁通量來降低變壓器本體噪聲，會 導(dǎo)致變壓器的性價(jià)比下降；另外，通過改進(jìn)鐵必、繞組本身的材料、工藝、結(jié)構(gòu)來降低噪聲已 經(jīng)非常困難、相對技術(shù)要求更高、投入的費(fèi)用也會很大。因此，除了從變壓器鐵必娃鋼片材 料、加工工藝等方面采取相關(guān)減振降噪措施，還有必要結(jié)合變壓器振動與噪聲的傳播特點(diǎn)， 從變壓器設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)的角度提出減振降噪措施。
[0004] 變壓器振動與噪聲傳播路徑如圖1所示，鐵必與繞組的振動通過固體結(jié)構(gòu)連接和 變壓器油間的禪合傳播到變壓器油箱壁面，使油箱壁面振動而福射噪聲。故提出一種電力 變壓器器身隔振降噪方法，可有效切斷鐵必與繞組的振動傳播，從而降低福射噪聲，克服上 述問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種電力變壓器類設(shè)備隔振降噪方法，該方法降低變壓器在 運(yùn)行狀態(tài)下的振動與噪聲水平。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案；一種電力變壓器類設(shè)備隔振降噪方 法，所述方法適用于變壓器類設(shè)備的器身；所述變壓器類設(shè)備包括電力變壓器、電抗器、互 感器、消弧線圈和阻波器；所述器身包括鐵芯和線圈；所述方法包括W下步驟：
[0007] (1)獲取變壓器類設(shè)備振動頻譜曲線特性；
[0008] (2)選取變壓器類設(shè)備器身隔振裝置；
[0009] (3)選取變壓器類設(shè)備器身隔振器；
[0010] (4)驗(yàn)證變壓器類器身隔振效果。
[0011] 本發(fā)明提供的一種電力變壓器類設(shè)備隔振降噪方法，其特征在于：所述步驟（1) 所述振動頻譜為通過變壓器類設(shè)備油箱表面振動頻譜、變壓器類設(shè)備短路的噪聲頻譜和變 壓器類設(shè)備空載下的噪聲頻譜確定的變壓器類設(shè)備器身的振動頻譜。
[0012] 本發(fā)明提供的一種電力變壓器類設(shè)備隔振降噪方法，所述變壓器類設(shè)備油箱表面 振動頻譜、變壓器類設(shè)備短路的噪聲頻譜和變壓器類設(shè)備空載下的噪聲分別通過聲級計(jì) 測。
[0013] 得本發(fā)明提供的另一優(yōu)選的一種電力變壓器類設(shè)備隔振降噪方法，所述步驟（2) 中的隔振裝置設(shè)置在所述器身的下夾件與油箱底部之間，用于隔離頻率為100化的豎向振 動，同時(shí)不放大器身整體振動
[0014] 本發(fā)明提供的再一優(yōu)選的一種電力變壓器類設(shè)備隔振降噪方法，所述隔振裝置通 過包括隔振衰減系數(shù)T。、隔振裝置安裝要求、隔振裝置中的隔振支座要求、隔振裝置材料和 隔振裝置的檢測報(bào)告進(jìn)行選取。
[0015] 本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種電力變壓器類設(shè)備隔振降噪方法，所述隔振衰減系 數(shù)T。通過下式（1)確定：
(1)
[0017] 其中，3。"為變壓器器身振動加速度；atf。。為變壓器油箱底部振動加速度；A為器 身振動頻率《與隔振裝置固有頻率《。之比；弓為隔振系統(tǒng)有效阻尼比；K為隔振裝置等 效剛度；M為變壓器質(zhì)量。
[001引振動頻率《取lOOHz，頻率比A > 2. 5,阻尼比^ > 10%，隔振衰減系數(shù) T。《0. 25,使得油箱底部振動衰減率達(dá)到75% W上。
[0019] 本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種電力變壓器類設(shè)備隔振降噪方法，所述隔振裝置安 裝要求包括其剛必與其重必應(yīng)盡量保持一致，偏差不超過10% ;所述隔振裝置的安裝高度 不應(yīng)大于50mm，安裝后驗(yàn)算隔振裝置的整體穩(wěn)定性和抗傾覆能力，確保變壓器器身在正常 運(yùn)行和檢修的穩(wěn)定性；
[0020] 所述隔振裝置中的隔振支座要求包括確定其數(shù)量和確定設(shè)置在油箱底座定位 孔的位置；所述支座直接浮放在定位孔中，確保定位孔平整；定位孔的深度取支座高度的 20 %，定位孔誤差不超過± 1mm。。
[0021] 本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種電力變壓器類設(shè)備隔振降噪方法，所述隔振裝置材 料使用壽命不應(yīng)小于30年；
[0022] 隔振裝置的檢測報(bào)告具有包括國家認(rèn)定的檢測機(jī)構(gòu)出具的力學(xué)性能檢測報(bào)告和 原材料物化試驗(yàn)報(bào)告且同批抽檢率不得低于70%。
[0023] 本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種電力變壓器類設(shè)備隔振降噪方法，所述步驟（3)中 的隔振器包括金屬橡膠隔振支座；所述支座是將毛昆通過壓力機(jī)反復(fù)加壓成型后再熱穩(wěn)處 理和模具成型工藝的金屬材料支座；所述毛昆是W金屬絲為原料，纏繞編織成螺線卷，經(jīng)定 螺距拉伸處理，并有序的鋪設(shè)制成；每個(gè)所述支座的毛昆重量相同；
[0024] 所述支座根據(jù)需要加工成各種形狀，通過調(diào)整支座的直徑、高度、毛昆重量及成型 壓力加工成符合設(shè)計(jì)承載力和設(shè)計(jì)剛度的隔振支座。
[0025] 本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種電力變壓器類設(shè)備隔振降噪方法，所述步驟（4)中 驗(yàn)證過程包括：
[0026] 將選定所述隔振裝置設(shè)置在器身下夾件與油箱底部之間；
[0027] 測試變壓器類設(shè)備器身設(shè)有所述隔振裝置和未設(shè)有所述隔振裝置下的平均聲壓 級。
[0028] 和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供技術(shù)方案具有W下優(yōu)異效果
[0029] 1、本發(fā)明根據(jù)變壓器主要振動頻率為100化的特點(diǎn)，提出了變壓器器身隔振的設(shè) 計(jì)方法及設(shè)計(jì)參數(shù)，可有效降低變壓器噪聲；
[0030] 2、本發(fā)明的金屬橡膠隔振支座可W根據(jù)需要加工成各種形狀，通過調(diào)整支座的直 徑、高度、毛昆重量及成型壓力可W加工成符合設(shè)計(jì)承載力和設(shè)計(jì)剛度的隔振支座；
[0031] 3、本發(fā)明經(jīng)計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證，采用金屬橡膠隔振后，變壓器的油箱壁的振動和福 射噪聲得到了較好的控制；
[0032] 4、本發(fā)明金屬橡膠支座具有耐腐蝕、耐油污、耐候等性能，在長期高頻振動作用下 應(yīng)具有穩(wěn)定的力學(xué)性能，使用壽命不小于30年，隔振系統(tǒng)應(yīng)具有免維護(hù)或少維護(hù)的特點(diǎn)；
[0033] 5、本發(fā)明的金屬橡膠支座在高溫、高壓、重油、酸堿腐蝕環(huán)境下往往減振性能優(yōu) 越。
[0034] 6、本發(fā)明的隔振系統(tǒng)的安裝高度不大于50mm，安裝后器身隔振系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性 和抗傾覆能力好，變壓器器身在正常運(yùn)行和檢修時(shí)的穩(wěn)定性好。
【附圖說明】
[0035] 圖1為本發(fā)明變壓器本體噪聲福射的傳播途徑圖；
[0036] 圖2為本發(fā)明的220kV典型變壓器油箱表面振動頻譜特征曲線圖；
[0037] 圖3為本發(fā)明的500kV典型變壓器油箱表面振動頻譜特征曲線圖；
[0038] 圖4為本發(fā)明的500kV典型電抗器油箱表面振動頻譜特征曲線圖；
[0039] 圖5為本發(fā)明的500kV典型電抗器油箱表面振動頻譜特征曲線圖；
[0040] 圖6為本發(fā)明的典型變壓器短路的噪聲頻譜特征曲線；
[0041] 圖7為本發(fā)明的典型變壓器空載下的噪聲頻譜特征曲線；
[0042] 圖8為本發(fā)明的變壓器器身隔振模型；
[0043] 圖9為本發(fā)明的隔振衰減系數(shù)T。隨頻率比A和阻尼比S的變化關(guān)系曲線；
[0044] 圖10為本發(fā)明的金屬橡膠隔振支座；
[0045] 圖11為本發(fā)明的器身隔振金屬橡膠支座平面圖；
[0046] 圖12為本發(fā)明的器身隔振金屬橡膠支座剖面圖；
[0047] 其中，I-郵箱底梁，2-夾件底板，3-金屬橡膠支座，4-定位銷。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 下面結(jié)合實(shí)施例對發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0049] 實(shí)施例1 :
[0050] 如圖1-12所示，本例的發(fā)明一種電力變壓器類設(shè)備隔振降噪方法，所述方法適用 于變壓器類設(shè)備的器身；所述變壓器類設(shè)備包括電力變壓器、電抗器、互感器、消弧線圈和 阻波器；所述器身包括鐵芯和線圈；所述方法包括W下步驟：
[0051] (1)變壓器類設(shè)備振動頻譜曲線特性
[0052] 如圖2-3所示，為測試得到的兩臺典型變壓器振動頻譜曲線，變壓器表面振動頻 譜特征表明油箱振動能量集中在100化及其一系列諧頻點(diǎn)上，其中50化偶數(shù)倍（即100化 及其諧頻）的能量明顯高于奇數(shù)倍，低頻段的能量高于高頻段。
[0053] 由于變壓器類設(shè)備內(nèi)部鐵必與繞組結(jié)構(gòu)及振動機(jī)理一致，因此其表面振動頻譜特 性也基本相同。所W如圖4-5所示，為測試得到的某典型500kV高壓電抗器振動頻譜曲線， 電抗器表面振動頻譜特性與變壓器一致，即能量集中于100化及其一系列諧頻成分上，且 低頻段能量高于高頻段。
[0054] 圖6-7為在變壓器廠家測試得到的一臺220kV變壓器在空載和短路狀態(tài)下的噪聲 頻譜曲線。
[00巧]由變壓器油箱表面振動特性和變壓器短路與空載下的噪聲頻譜可W推及變壓器 器身（鐵必與繞組）的振動特性；變壓器器身在正常通電運(yùn)行時(shí)，鐵必娃鋼片因磁滯伸縮引 起主頻為100化、200化等諧振頻率上的伸縮