Transformatori nikad ne ćute

Transformatori su neve tihi (na fotografiji: WEG - Trofazni uljni transformator 225 MVA, 275 kV - za distribuciju energije u trafostanici Tealing Grind, škotske Hydro-Electric Transmission Ltd., u Škotskoj, jednoj od najvećih komunalnih poduzeća u Europi)

Odakle dolazi sva ta buka?

Da, svi znamo da su transformatori nikad ne šuti, To je zapravo sasvim nemoguće, ali u svijetu koji je ekološki svjestan, visoko reguliran, pitanje nije razina buke, nego njezina priroda - i to je vrlo važno.

Transformatori emitiraju niska frekvencija, tonska buka da ljudi koji žive u njihovoj blizini doživljavajupjevušitiI može čuti čak i na bučnoj pozadini.

Elektroprivreda ima niz rješenja za ublažavanje zujišta, koji potječe iz jezgre transformatora i, kada je napunjen, u namotima zavojnice. Jezgra buke generira magnetostrikcijski (promjene u oblikulaminacija jezgre, kada magnetsko polje prolazi kroz njih. Također je poznat kao buka bez opterećenja, jer ovisi o opterećenju koje prolazi kroz transformator.

Buka jezgre ovisi o magnetskom svojstvu materijala jezgre (čelični čelik) i gustoću protoka. Frekvencija zvuka je niska (dvostruke nazivne frekvencije). Magnetske sile koje nastaju u jezgri uzrokuju vibracije i buku. Buka opterećenja pojavljuje se samo na učitanim transformerima i dodaje se bez opterećenja (buka jezgre). Ova buka je uzrokovana elektromagnetskim silama uslijed propuštanja polja.

Izvor buke su zidovi spremnika, magnetske projekcije i vibracije namota.

Buka koju uzrokuju jezgra i namotiuglavnom u frekvencijskom pojasu 100-600 Hz. Frekvencijski raspon buke (aerodinamični / zračni i motorni / ležajni šum) uzrokovan ventilatorima za hlađenje je uglavnom širok. Čimbenici koji utječu na ukupni šum ventilatora su; brzina, struktura noževa, broj ventilatora i raspored radijatora.

Buka crpke nije djelotvorno kada ventilatori rade i frekvencija je niska.

Kada se rezonantne frekvencije jezgre ili spremnika podudaraju s uzbudljivom frekvencijom, razina buke se dodatno povećava.

Hum također nastaje kroz vibracije uzrokovane kada struja opterećenja prolazi kroz namotaje, u interakciji s protokom curenja koji stvara. Ova razina buke opterećenja određena je veličinom struje opterećenja. Ona je oduvijek postojala, ali postaje proporcionalno značajnija jer postoje učinkovita sredstva za smanjenje izvora buke jezgre.

U nekim situacijama, buka opterećenja je dominantna buka i povećava zabrinutost među novim primjenama transformatora.

Imajte na umu da je širokopojasni šum generiranventilatori za hlađenje doprinose ukupnoj razini buke. No, kako se ventilatori široko koriste u industriji, rješenja nisu specifična za prijenos i distribuciju te se o njima ovdje ne govori.

Pitanja dizajna

Poboljšanja u standardnom dizajnu transformatora i materijala smanjuju broj decibela.

Visokopropusni (Hi-B) čelikna primjer, ograničava magnetostrikciju kroz površinski premaz s višim stupnjem orijentacije zrna.

Još jedna sve popularnija metoda jevisokoprecizno slaganje laminata jezgre u uzorke step-krila, čime se smanjuje stvaranje zračnih razmaka u zglobovima jezgara. Usredotočenje na spojeve između laminata kako bi se spriječilo njihovo međusobno udaranje uključuje međusobno lijepljenje rubova, standardiziranje pritiska stezaljke i uklanjanje vijaka.

Osim toga, robusni, fleksibilni nosači na svim točkama kontakta između jezgre i spremnika sprječavaju prijenos rezonancije s jedne na drugu strukturu ili ulje.

Zvučni načini viđenja

Odjel za istraživanje i razvoj tvrtke Areva T & D koristi akustikusnimanje, akustična holografija i laserska vibrometrija za lociranje buke i vibracija. Akustične mape brzo i sveobuhvatno prave buku razlikovanjem razina zvuka kako bi se odredilo odakle zrači.

Areva T&D i AB Engineering koristili su nizove od 110 mikrofona 2 m od spremnika za mjerenje buke u frekvencijskim opsezima od 100 Hz do 500 Hz.

Za svaki bend prikazana je identično skalirana kartacrvena žarišta na plavim pozadinama bez buke, što olakšava određivanje izvora buke. Akustična holografija koja analizira buku u blizini polja, nedavno je korištena za preslikavanje buke transformatora, pri čemu je antena za 23 mikrofona skenirala mrežu kvadrata od 20 x 20 cm. Algoritamski softver izračunao je polje tlaka i izvor akustičkog zračenja, prikazan kao prostorno distribuirana 2-D karata za različite frekvencije do 850 Hz.

Kada je transformator napunjen, energija vibracijaod svitka i bilo kojeg uređaja za kontrolu protoka prenosi se u spremnik, a zatim u zrak i lokalnu okolinu. Stoga je važno dizajnirati spremnik tako da ne rezonira na frekvencijama blizu uzbudljive frekvencije. Mjere poput rezonantnih apsorbera mogu dobiti 3 dB.

Rješenja na licu mjesta

Uobičajena metoda na licu mjesta, koja sadrži zračenje buke, jesu zidni paneli koji podržavaju spremnik. Oni uglavnom pokrivaju samo strane spremnika, donoseći dobitke između 4 dB i 10 dB ovisno o površini zida koji pokrivaju. Oni mogu utjecati na hlađenje, tako da se često koriste akustične barijere, postavljene blizu transformatora na jednoj ili više strana, ili ih okružuju.

Najjednostavnije rješenje je visoki akustični zaslon, koji se mora protezati pored svakog kraja transformatora barem onoliko koliko prelazi visinu transformatora. Ali čak i pojedinačne barijere mogu niža razina buke za 10-15 dB, ovisno o položaju promatrača.

Akustična holografija koristi se za preslikavanje buke transformatora

Kompletno kućište s donje i donje strane, naravno, proizvodi najradikalnije rezultate,do 25 dB smanjenja, ili čak 40 dB ako je kućište masivna konstrukcija izrađena od betona ili čelika i potpuno izolirana od vibracija. Uvijek treba voditi računa da prostor između stijenke spremnika i pregrade nije ni višestruko veći od polovice valne duljine frekvencije, npr. 1,7 m, 3,4 m, itd. Za transformatore od 50 Hz.

Rezultat su stalni valovi koji će uzrokovatiodjekuje i pojačava razinu zvuka. Atenuacija ovisi o tome kako i koliko se tih metoda koristi. Kombinirajući Hi-B laminiranje jezgre s preklapanjem jezgre s izolatorom jezgre vibracija može dobiti 6 dB. Dodajte zidne panele montirane na spremnik, a to je 10 dB.

Naravno, dizajneri mogu graditi nisku razinu buke u transformatorima smanjivanjem razine indukcije jezgre ili gustoće fluksa. No, kompromis je veća jezgra, veći namotaji i veći troškovi.

Potreba za istraživanjem i razvojem

Istraživanje i razvoj rješava potrebu za smanjenim razinama buke.

Neke tehnike smanjenja su dobro poznate, alidrugi mogu biti vrlo inovativni, kao što su rezonantni apsorberi ili elastični unutarnji apsorberi obloge. Većina odabranih rješenja zahtijeva dobro poznavanje polja buke i mapiranja vibracija. Dostupne su nove tehnike za identifikaciju tih informacija i bolje karakteriziranje izvora buke.

Prednosti mogu biti smanjenje vremena mjerenja, olakšano tumačenje mjerenja, pristup drugim informacijama (kao u lokalizaciji izvora), i više.

Resursi: Transformatori prave manje buke - Informacije iz Areva T&D; Testovi transformatora - BALIKESİR ELEKTROMEKANİK SANAYİ TESİSLERİ A.Ş.