解決變壓器噪聲擾民問(wèn)題的方案

解決變壓器噪聲擾民問(wèn)題的方案摘要：公用配電站內(nèi)的變壓器噪聲擾民問(wèn)題在城市建設(shè)發(fā)展中越來(lái)越常見(jiàn)和突出，本文對(duì)變壓器噪聲擾民問(wèn)題進(jìn)行分析探討，并提出切實(shí)有效的解決方案。關(guān)鍵詞：變壓器；噪聲擾民；可操作；解決方案一、 前言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)，人民生活水平不斷提高，人們對(duì)生活環(huán)境的要求也越來(lái)越高，這對(duì)各種公共設(shè)施的配置質(zhì)量提出了更高的要求。在人口密集的區(qū)域，一些公用配電站必然會(huì)建于居民區(qū)內(nèi)，而配電站內(nèi)的變壓器又難免發(fā)出噪聲，在此情況下，變壓器噪聲擾民的問(wèn)題十分常見(jiàn)，對(duì)附近居民的生活和工作都帶來(lái)直接嚴(yán)重的影響，供電部門接到的相關(guān)投訴每年不斷增多。筆者根據(jù)多年的電力行業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)公用配電站內(nèi)的變壓器噪聲擾民問(wèn)題作出簡(jiǎn)要分析，并歸納出實(shí)際可操作、有效的解決辦法，旨在為相應(yīng)的電力工作部門解決此類問(wèn)題提供有力的參考。二、 變壓器噪聲的產(chǎn)生配電用變壓器的噪聲產(chǎn)生于變壓器本體及其冷卻系統(tǒng)兩方面。利用電磁感應(yīng)原理工作的電氣設(shè)備本體都難免發(fā)生振動(dòng)，正是這種振動(dòng)產(chǎn)生了噪聲。變壓器本體的振動(dòng)，現(xiàn)代研究表明，其根源來(lái)自于矽鋼片磁致伸縮引起的鐵芯振動(dòng)、矽鋼片接縫和疊片間因漏磁產(chǎn)生的電磁吸引力引起的鐵芯振動(dòng)，以及繞組中負(fù)載電流產(chǎn)生的漏磁所引起的線圈、鐵芯、乃至油箱的振動(dòng)。各種振動(dòng)頻率都在50~150Hz之間的低頻為主。配電變壓器的冷卻系統(tǒng)，對(duì)于油浸變壓器，只有大型的才配備自身的散熱排風(fēng)扇，一般只依靠自身對(duì)空氣的氣動(dòng)循環(huán)和配電房的排風(fēng)扇進(jìn)行冷卻。而干式變壓器一般會(huì)附加安裝冷卻扇，再結(jié)合配電房的排風(fēng)扇進(jìn)行冷卻。這些風(fēng)扇，依據(jù)功率的不同，在運(yùn)轉(zhuǎn)中都會(huì)產(chǎn)生噪音。以上提及的是變壓器正常工作狀況下產(chǎn)生的噪聲，在一些特殊情況，變壓器發(fā)出噪聲可能會(huì)更大，例如變壓器過(guò)負(fù)荷、電壓過(guò)高，會(huì)使其過(guò)勵(lì)磁，響聲會(huì)明顯增大且變得尖銳。又例如安裝不好，變壓器放置不平衡或者不平穩(wěn)，也會(huì)加劇變壓器振動(dòng)，放大變壓器的噪音。對(duì)于變壓器的散熱系統(tǒng)，各種排風(fēng)扇不時(shí)的啟動(dòng)和停運(yùn)，運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候速度比較高，使用是有一定壽命的，當(dāng)扇葉或軸承等機(jī)件發(fā)生故障時(shí)，將會(huì)發(fā)生各種可能的不正常聲響。另外，一些干式變壓器的防護(hù)外殼如果安裝不穩(wěn)固，也會(huì)由于共振而發(fā)出明顯的聲響。三、 噪聲如何擾民上一節(jié)提到，變壓器的噪聲由兩部分組成，分別來(lái)自于本體的振動(dòng)和冷卻裝置的振動(dòng)。油變本體的振動(dòng)通過(guò)變壓器油和變壓器支承墊傳遞到油箱外殼，再令空氣振動(dòng)形成聲波；干變本體的振動(dòng)就直接令周圍空氣振動(dòng)形成聲波。而冷卻風(fēng)扇在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的振動(dòng)和產(chǎn)生的氣流，直接就產(chǎn)生噪聲。這個(gè)噪聲的傳播過(guò)程往往結(jié)合著一些復(fù)雜的情況，它首先產(chǎn)生于變壓器，如果變壓器室尺寸過(guò)小，墻體距離變壓器1米左右，或者變壓器布置在室內(nèi)的拐角，都會(huì)令低頻聲波經(jīng)過(guò)疊加后變得更強(qiáng)；如果變壓器室空間比較大，就會(huì)形成音箱效應(yīng)，噪聲同樣會(huì)得到加強(qiáng)。這種頻率的噪聲，由于頻率低，波長(zhǎng)比較長(zhǎng)，能繞過(guò)尺寸小的障礙物，如果障礙物的尺寸大于噪聲的波長(zhǎng)，那么一部分噪聲將被障礙物吸收，一部分被反射回去，剩下的穿過(guò)障礙物繼續(xù)行進(jìn)。然而居民區(qū)的環(huán)境往往不能阻擋這種低頻長(zhǎng)波，再加上電力變壓器體量大，發(fā)出的振動(dòng)能量大，就使得變壓器發(fā)出的低頻噪聲極具穿透力。它往往能繞過(guò)或透過(guò)障礙物，經(jīng)過(guò)一系列的反射或者疊加，頑強(qiáng)地行進(jìn)，當(dāng)這種這些噪聲一旦傳到附近居民的耳朵并達(dá)到一定強(qiáng)度的時(shí)候，就會(huì)使人產(chǎn)生不適感，對(duì)居民的工作和生活造成困擾。許多居民為了減少噪聲滋擾，只能關(guān)上門窗。然而還有一種噪聲不是關(guān)上門窗就能躲得過(guò)的，這種噪聲不是經(jīng)過(guò)外界的空氣傳播而來(lái)，而是通過(guò)另外一種傳播方式一一振動(dòng)！如果居民的房間正處于配電房特別是變壓器室的正上方或者上方附近，碰巧變壓器的低頻振動(dòng)頻率剛好與配電房框架結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率相近，那么變壓器本體的低頻振動(dòng)就可以通過(guò)變壓器基礎(chǔ)傳遞到樓房的框架結(jié)構(gòu)上，有些樓房如果共振頻率不太相近，雖有震動(dòng)也未必會(huì)感受得到。不過(guò)居民一旦感受到這種被結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的振動(dòng)，就會(huì)感到相當(dāng)難受，原因是這種震動(dòng)首先使整個(gè)或者部分居室產(chǎn)生振動(dòng)，這意味著整個(gè)房間就是一個(gè)震源，這個(gè)震源產(chǎn)生的微小又穿透性強(qiáng)的噪聲會(huì)令人感到無(wú)處可逃坐臥不安，它日間不易察覺(jué)，但夜深人靜時(shí)卻揮之不去，嚴(yán)重影響睡眠，只有把耳朵貼近墻體或柱子細(xì)心查找，才能發(fā)現(xiàn)這個(gè)振動(dòng)確有來(lái)源。這種結(jié)構(gòu)振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，居民自己是無(wú)法消除的。無(wú)論是空氣傳播，還是結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，居民往往只能求助于供電部門，這對(duì)電力工作者提出了一個(gè)迫切解決又棘手的難題。四、解決方案解決配電變壓器噪聲擾民的問(wèn)題，根據(jù)筆者多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出了一些有效的解決辦法，這些辦法分兩大類。一類屬于主動(dòng)降噪，也就是想辦法把變壓器自身產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲減少，也就是減少或者消滅噪聲源的目的。另一類是屬于被動(dòng)降噪，這種是通過(guò)隔振或隔聲、吸收等措施，使噪聲在傳播途徑中得以衰減。下面由簡(jiǎn)單到復(fù)雜介紹一些解決方案：1、 檢查電壓是否偏高如果配電變壓器輸出電壓偏高，會(huì)使變壓器過(guò)勵(lì)磁，響聲會(huì)明顯增大且變得尖銳?？梢韵扔幂^為準(zhǔn)確的萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)低壓側(cè)輸出電壓，把分接檔放在適合檔位，在保證低壓供電質(zhì)量的前提下，盡量把輸出電壓降低，以此消除變壓器的過(guò)勵(lì)磁現(xiàn)象，達(dá)到降低變壓器的噪音的目的。2、 調(diào)整負(fù)荷當(dāng)變壓器三相輸出電流不平衡度過(guò)大的時(shí)候，變壓器的響聲將變得不正常，雖說(shuō)這種變化可能不會(huì)很大，但把三相負(fù)荷調(diào)平衡了，理論上會(huì)有所改善。然后還可以再進(jìn)一步考察變壓器的整體負(fù)荷情況，如果變壓器處于重載或者超載，那么變壓器的聲響肯定變大，把負(fù)荷率調(diào)整到60~70%左右，一般變壓器發(fā)出的噪聲將會(huì)是最小的。3、 檢查安裝的問(wèn)題變壓器安裝不好會(huì)加劇它的振動(dòng)，放大它的噪音。例如變壓器基礎(chǔ)不牢固或基礎(chǔ)不平整使整臺(tái)變壓器受到扭力或一個(gè)角懸空。用槽鋼把變壓器架起來(lái)，也會(huì)令噪音變大。如果發(fā)現(xiàn)這些情況，那么還是要認(rèn)真按施工規(guī)范把變壓器安裝好，并在變壓器底部槽鋼墊上減震橡膠墊位宣。4、 收緊變壓器的緊固件如果變壓器噪音偏大，噪音中夾雜著其他異響，并且噪音成波浪狀，那么極可能是變壓器鐵芯綁扎松動(dòng)導(dǎo)致的共振發(fā)出的聲音。這時(shí)可以用力矩扳手?jǐn)Q緊變壓器上的螺絲，包括穿心螺絲、夾件兩頭螺絲、鐵芯綁扎玻璃絲帶的緊固螺絲、墊塊壓釘螺絲。據(jù)資料顯示，當(dāng)鐵芯的夾緊力在壓強(qiáng)為0.08~0.12Mpa的時(shí)候，配電變壓器的噪聲是最小的。如果變壓器噪音偏大，聲音較為低沉，或者這種不正常的噪音隨著負(fù)荷的變化時(shí)有時(shí)無(wú)，則可以推測(cè)可能是繞組緊固的松動(dòng)導(dǎo)致繞組共振。這時(shí)可以將墊塊壓釘螺絲全部收緊一次，使線圈的軸向壓緊力恢復(fù)到出廠的設(shè)定。如果發(fā)現(xiàn)繞組共振非常明顯的，可以把墊塊壓釘螺絲全部松開(kāi)，解開(kāi)出線和零線的銅排的螺絲，將低壓繞組搖一搖，并把高壓繞組平移離開(kāi)原來(lái)的位置4毫米左右，再將所有的螺絲重新上緊到應(yīng)有的壓緊力，一般可以把變壓的噪聲降低3~6dB。5、 改變安裝環(huán)境安裝環(huán)境不利會(huì)使變壓器噪音增大3dB?6dB。例如變壓器室大且空曠，有回音；或者變壓器離墻太近，不到1米，變壓器放在拐角處，墻面反射噪音與變壓器噪音疊加等，都使噪音增大。條件允許的話可以在室內(nèi)增加隔音墻，或換一個(gè)位置重新布置變壓器。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，不宜在墻面安裝一般性的吸音材料，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)證明效果不明顯。如果想對(duì)外泄的噪聲控制得更為嚴(yán)格，一種比較有效果的方法是把配電房做成全密封的，門葉裝上密封膠條作隔音，配電房裝大功率空調(diào)作冷卻用，站在配電房外面可以聽(tīng)不到一點(diǎn)噪聲。但這種電房必須嚴(yán)密監(jiān)控，經(jīng)常檢查保證空調(diào)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，且最好有后備空調(diào)或后備散熱方案。6、 阻隔噪聲外泄和傳播一般的配電房或配電站在墻體上都布置有一定數(shù)量和面積的散熱窗，這些散熱窗在起到散熱作用的同時(shí)也不免成為了變壓器噪聲外泄的通道。有些過(guò)多的散熱窗，在配電房裝有溫控排風(fēng)扇的情況下，是可以根據(jù)實(shí)際情況，根據(jù)居民投訴噪聲的方位，在留有足夠面積散熱窗的情況下用隔音板封堵一部分的。筆者多次采取這種方法，都會(huì)收到一定的效果，施工容易，成本低，見(jiàn)效相對(duì)明顯。另外，在噪聲傳播通道上裝設(shè)足夠大的隔音板或隔音墻，也會(huì)有不錯(cuò)的效果。7、 阻隔變壓器振動(dòng)通過(guò)結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)通過(guò)對(duì)居民的訪談，如果確定其居室的噪聲是由于變壓器傳來(lái)的樓宇結(jié)構(gòu)振動(dòng)所產(chǎn)生的話，就必須想辦法減少這種振動(dòng)。用上述方法的前四種，在減少噪聲的同時(shí)，理論上也可以稍微減小變壓器的振動(dòng)，但鑒于對(duì)振動(dòng)的減小幅度太過(guò)有限，還是必須要另外想辦法去有效阻隔這種巨大的振動(dòng)能量的傳導(dǎo)。經(jīng)過(guò)多次嘗試證明，在變壓器底部加裝彈簧減震器可以有效阻隔變壓器本體震動(dòng)對(duì)其地基的傳導(dǎo)，這種方法在筆者所在地的供電所得到推廣應(yīng)用，總有效率達(dá)到80%。8、 更換變壓器在極端情況下，如果上述方法都未能滿足要求，還可以采購(gòu)特別低噪聲的優(yōu)質(zhì)變壓來(lái)更換。這些變壓器使用了獨(dú)特的技術(shù)，如選用磁致伸縮量小的優(yōu)質(zhì)矽鋼片；增大鐵芯截面降低鐵芯磁通密度；采用全斜交錯(cuò)接縫的鐵芯結(jié)構(gòu)；增加鐵芯接縫，由兩級(jí)變?yōu)槿龢O，甚至五級(jí)，降低接縫處的磁通密度。這種變壓器的出廠噪聲往往在45dB以下，相應(yīng)的振動(dòng)也明顯的低，經(jīng)實(shí)踐對(duì)比也是有效的。9、 減少冷卻系統(tǒng)的噪聲減少變壓器冷卻扇、配電站排風(fēng)扇、甚至干式變壓器外殼發(fā)出的共振異響這些問(wèn)題，就不需要在這里詳細(xì)介紹了。五、結(jié)語(yǔ)通過(guò)對(duì)