詳解：長圓線圈干式變壓器噪聲超標的分析與處理

上海來揚電氣科技有限公司是一家專門集生產、銷售、服務于一體的多元化企業，公司主要產品有試驗變壓器、直流高壓發生器、直流電阻測試儀、兆歐表、串聯諧振、回路電阻測試儀、電纜故障測試儀、變壓器變比測試儀、變壓器介質損耗測試儀等，我公司擁有20多項產品，也是電力檢修儀器的骨感型生產企業，熱忱歡迎社會各界的大力支持。

1、概述

環氧樹脂澆注干式變壓器由于具有整體機械強度好、耐受沖擊過電壓性能*、過負荷能力強、使用的絕緣材料具有阻燃性、維護方便、耐候性強等諸多顯著優點，目前已在高層建筑、軌道交通、鋼鐵化工、海上風電、分布式光伏發電等領域得到了廣泛的應用，干式變壓器的生產制造水平也隨之不斷提高。無論從產能還是技術水平來看，我國的干式變壓器都已經站在世界的前列。尤其近幾年，在市場競爭壓力的驅動下，國內干式變壓器制造企業越來越重視產品的質量、運行可靠性的提升以及生產制造成本的降低，對新結構、新技術的研究和應用也更加關注，長圓形線圈結構的干式變壓器就是在降本節材的背景下得到了許多生產制造企業的應用和推廣。

2、長圓形線圈變壓器簡介

長圓形線圈又名跑道形線圈，顧名思義，就是將圓形線圈分為兩半，中間增加了一段直線部分，類似于運動場中的跑道形狀，故而得名。相比于傳統的圓形線圈變壓器，采用長圓形線圈(鐵心也相應地將主級加厚)后，變壓器的中心距相應會減小，鐵心的窗寬變窄，在相同鐵心截面積、鐵心窗高的情況下，變壓器在長度方向上的尺寸更加緊湊，使用硅鋼片更少，在硅鋼片單位鐵損相同的情況下，變壓器整體的空載損耗也得以降低。因此，從一定意義上來說，在滿足各項電氣運行性能的前提下，配電變壓器采用長圓形線圈既節材又節能，因而得到了

3、噪聲超標案例介紹

某公司一臺SCB10-1000/10變壓器實驗過程中出現了噪聲超標的問題，產品主要要結構及相關參數如下：變壓器容量1000kVA，額定電壓10/0.4kV，短路阻抗百分比6%。高壓繞組為銅線繞制，分段層式，整體澆注，低壓線圈為銅箔繞制，采用內外繞包DMD預浸料高溫固化、線圈兩端樹脂流平端封處理。線圈采用長圓形結構，總高660mm。鐵心采用五級步進、兩片一疊、45度全斜接縫，鐵心窗高740mm，中心距560mm，所用硅鋼片牌號為30Z120，設計磁密1.62T，采用穿心螺桿的方式夾緊。

試驗情況如下：產品在空載狀況下(電壓達到額定值，鐵心充分勵磁)一切正常，無明顯噪聲，在負載損耗測試過程中，當高壓施加電流達到52A時(此時低壓電流約為1300A),現場變壓器出現了明顯異常的噪聲，通過現場測試，噪聲達到了70dB，并且噪聲為持續、穩定的“嗡嗡”聲。停電后檢查鐵心器身各部位撐緊、夾緊、壓緊的狀況良好，無螺栓松動、線圈移位情況。風機未啟動。

4、原因分析

4.1 干式變壓器噪聲產生的原因

聲音是由震動所產生的，運行中的干式變壓器噪聲主要來源于三個方面：

① 硅鋼片磁滯伸縮引起鐵心片震動產生的噪聲：鐵芯勵磁時，在交變磁場作用

下，硅鋼片的尺寸會發生微小的變化，沿磁力線方向硅鋼片的尺寸要增加，而垂直于磁力線方向硅鋼片尺寸要縮小，這種尺寸變化稱為磁致伸縮。產生磁致伸縮時，硅鋼片的尺寸會在勵磁作用下產生微小的、有規律的變化，從而引起片間震動甚至引起鐵心整體的震動，從而產生噪聲。可以說磁致伸縮引起的噪聲是干式變壓器噪聲主要的來源。影響其大小的因素主要有以下方面：首先是硅鋼片材質的好壞、鐵心片加工控制以及疊片工藝性能優劣，其次，運行中鐵心磁密以及勵磁電流諧波分量有關，后，和鐵心整體綁扎、刷漆等措施也有一定關系。②繞組及其他部位未繞緊或撐緊，在漏磁場作用下引起震動從而產生噪聲。③風機產生的噪聲。

4.2試品噪聲超標原因分析

該試品所使用的原材料及疊片工藝、綁扎方式、刷漆工藝等與我廠批量生產的產品并無二致，之前并未出現此類異常。同時，產品設計磁密并不高，鐵心體積也比較小，為重要的是，變壓器在空載滿勵磁狀態下并未出現噪聲異常，綜合以上分析，可以初步排除鐵心因素。進一步分析，空載損耗實驗和負載損耗實驗根本的區別是流過繞組的電流大小不同，負載狀態下的額定電流遠遠大于空載電流。變壓器在負載狀態下噪聲異常增大，可以基本判定變壓器噪聲產生的原因是繞組等載流部件在較大的負載電流產生的漏磁場作用下產生了震動，進而引起噪聲異常。為確定上述分析，實驗人員在繞組通電狀態下(低電壓、大電流)，試著用手感觸了線圈各部位震動情況，事實證明：低壓線圈內側有明顯的震動。