“看见”声音,让你更懂变压器的“虎啸龙吟”
电力变压器运行中会发出声音。
如果作为噪声污染,经常会给周边居民,运维人员造成困扰。变压器运行中发出的声音,同时也能反映电力变压器的运行情况,有的高手甚至能够做到“闻声识故障”。
变压器运行声音主要有铁芯、绕组、冷却器三个声源,在变压器过负荷、电压过高、有缺相、短路故障时会产生很大的噪音。特别在变压器发生接地或短路事故时会发出轰轰的声音,短路点距离变压器越近,声音越明显。如果短路点靠近变压器,变压器将会发出很大“虎啸”声。变压器运行声音,主要有以下原因引起。 铁芯预紧力减小变压器正常运行时,电流通过铁芯产生交变磁通,会发出“嗡嗡”的均匀电磁声。变压器夹件两头螺丝、穿心螺丝、垫块压钉螺丝不紧,便会产生较大的噪音。绕组故障变压器绕组内部发生击穿放电时会出现“吱吱”的放电声;并且绕组纵横绝缘被破坏时,短路电流激增,或铁芯产生强热致使绝缘物被烧坏,会使变压器内部发出“咕嘟咕嘟”的沸腾声,甚至产生喷油,冒烟起火。冷却系统异常该部分主要是变压器基础不牢固或不平整,或者底板太薄,外壳钢板松动、变形,冷却器紧固螺栓松动及变压器其他零部件松动。
悬浮电位变压器的夹件槽钢、压钉螺栓、拉板等零部件因为喷漆,各零部件接触不是很好,在漏磁场的作用下各零部件之间产生悬浮电位放电而发出响声。悬浮电位放电会发出很轻微的“吱吱、吱吱”响声,仔细听才能听见,往往被误认为是变压器高压或低压放电声音。负荷性质和过电压负荷中带有整流设备或变频设备使变压器的电压波形发生畸变,谐振现象明显而产生噪音。过电压会使变压器过励磁,响声增大且尖锐,从而使变压器产生很大的噪音。为了研究变压器声音的特性,我们可以利用有限元分析“看见”变压器运行时的声音。
下图为变压器带负载运行时外场声压分布
下图为变压器空载运行时外场声压分布
下图为变压器两相短路时外场声压分布
下图为变压器带负载运行时的声压分布
下图为变压器空载运行时的声压分布
下图为变压器两相短路时的声压分布
这些图仅仅是描述性地展示了变压器运行声音。但可以发现一个有趣的问题,变压器在负载的时候声音会比空载的时候要轻,原因待后续解释。当然发生故障的时候声音是最大的。有很多文献对变压器运行中声音以及振动等相关内容进行研究,尝试构建一种对变压器运行状态进行监测的方法。
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