Page 171 - 《应用声学》2020年第6期

第 39 卷 第 6 期 侯东等： 35 kV 油浸式配电变压器噪声与振动测试 965

传递给油箱外壳，从而对外产生辐射噪声。其中振
0 引言
动最主要贡献来源于铁心励磁时硅钢片产生的磁
配电变压器处于电力输电系统末端，具有距 致伸缩。磁致伸缩量率以ε表示，等于励磁时硅钢片
居民区近、数量多、分布范围广等特点。依据 GB 片长的增量∆L与片长L之比，即：
12348–2008 声环境功能区划分标准，配电变压器属 ε = ∆L/L. (1)
于 I 类声环境区 [1] 。随着城市建设规模的不断发展
研究表明，变压器空载时，硅钢片磁致伸缩引
以及居民环保意识的逐渐增强，配电变压器的振动
起的铁心硅钢片振动加速度可表示为 [9,15]
与噪声问题日益凸显，研究配电变压器振动与噪声
2
d ∆L 2Lε s U 2
特性对其振动与噪声控制具有重要意义 [2−6] 。 a c = = − s cos 2ωt, (2)
dt 2 (NS · B s ) 2
目前，针对变压器振动与噪声特性，主要研究
式 (2) 中：S 为铁心横截面积，N 为匝数，B s 为铁心
集中在 110 kV 以上电压等级等大型电力变压器以
饱和磁感应强度，ε s 为铁心硅钢片饱和磁感应强度。
及噪声控制技术等方向，关于配电变压器的研究
相对较少 [7−9] 。配电变压器普遍存在三相负荷不 从式 (2) 可以看出，变压器铁心振动加速度
平衡、过载以及谐波等现象，实际运行工况更为复 与空载电压平方成正比，实际铁心磁通密度并非
标准正弦波，因此对于工频 50 Hz 的配电变压器
杂 [10−11] ，导致配电变压器振动噪声加剧。然而在
配电变压器实际运行过程中受测试条件限制，上述 系统，其铁心振动在基频 100 Hz 及其谐频上较为
因素下配变噪声振动特性实验难以实现，尤其是变 明显。
压器内部铁心的振动特性。文献 [12] 测试分析了在
2 噪声与振动测试方法及测点布置
正常运行状态下配电变压器在隔声罩与地面上的
振动特性，但未进行接触式测量且无法控制配变的 本次实验以一台 35 kV/800 kVA 三相油浸式
运行工况；文献 [13] 研究了负载因素对油浸式配电 变压器为实验对象，噪声测试主要参照国家标准
变压器噪声特性的影响规律，文献[14]研究了10 kV 《GB/T 1094.10-2003电力变压器声级测定》 [16] 。采
油浸式变压器表面振动特性，均未涉及配电变压器 用对称布置的方式，测点位置如图 2(a) 所示，距
内部铁心的振动特性研究。 离变压器 0.3 m，传声器布置在变压器高度 1/2
本文以一台35 kV/800 kVA三相油浸式变压器
处的水平面上，指向设备方向。变压器铁心振动
为对象，将其置于半消声室内，研究分析不同激励电
测点如图 2(b) 所示，振动传感器在注油前布置，
压条件下配变铁心及油箱的振动与噪声特性，为配
注油后静置 24 h 后开始测试。油箱振动测点如
电变压器振动与噪声控制提供数据支撑。
图 2(c) 所示，噪声与振动测试分别采用 B&K 公
司 4187 型 1/4 传声器、4534B001 型加速度传感器
1 配电变压器振动原理
测量，采用 B&K 公司 3560C 型多通道采集系统进
配电变压器振动主要是来源于变压器内部铁 行信号采集，B&K Pulse 系统相关模块进行数据
心及绕组的振动，该振动通过变压器油及支撑结构 记录。

13 14 15
2
1
* 2 ᨡॷ 10
ᰴԍΟ 3 4 5
1 4 7
11
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(a) ٪ܦ฾ག (b) ᨡॷЯᦊ૝ү฾ག (c) ෴ኸ૝ү฾ག
图 1 变压器噪声与振动测点布置
Fig. 1 Noise and vibration measurement-point distribution of the transformer