電力變壓器有源降噪的關(guān)鍵技術(shù)研究

簡慧然

摘要：伴隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的深入發(fā)展，城市化發(fā)展質(zhì)量和水平不斷提升，相應(yīng)的居民健康生活質(zhì)量要求不斷提高，而噪聲污染作為居民日常生活中的重要污染源，已經(jīng)對(duì)我國居民的健康生活產(chǎn)生了一定的影響，尤其是電力變壓器噪聲污染問題，不僅僅會(huì)對(duì)工作人員產(chǎn)生身體和心理上的健康影響，同時(shí)會(huì)對(duì)相應(yīng)的周邊居民產(chǎn)生一定的危害，如何良好的降低電力變壓器噪聲污染，已經(jīng)成為電力行業(yè)發(fā)展過程中所必須克服的問題。因此，本文在分析了電力變壓器降噪技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，從電力變壓器噪聲的產(chǎn)生原因和機(jī)理?xiàng)l件入手，對(duì)電力變壓器有源降噪關(guān)鍵降噪技術(shù)進(jìn)行分析，提出了相應(yīng)的發(fā)展策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;有源降噪;關(guān)鍵技術(shù)研究

一、電力變壓器有源降噪技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目前來看，我國電力行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)邁入新階段，電力行業(yè)發(fā)展質(zhì)量和水平需要進(jìn)一步提升，尤其是噪聲污染已經(jīng)成為電力行業(yè)發(fā)展過程中不可避免的問題，在電力行業(yè)不斷發(fā)展的背景下，如何降低噪聲污染，是社會(huì)各界所關(guān)注的重點(diǎn)，從實(shí)際出發(fā)，目前我國電力變壓器有源降噪技術(shù)的發(fā)展依舊處于發(fā)展階段，由于電力行業(yè)的發(fā)展對(duì)于我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮著著重要的基石作用，難以對(duì)其改革或場(chǎng)地搬遷，因此需要對(duì)其噪聲污染從根本上解決其污染問題，而從實(shí)際來看，目前我國電力變壓器降噪技術(shù)主要集中在有源降噪和無源降噪兩個(gè)方面，其中有源降噪，主要是指對(duì)電力變壓器噪聲源的抵消，通過對(duì)主次級(jí)聲源進(jìn)行分割之后，采用相同的頻率來進(jìn)行噪聲的消除。但目前相關(guān)研究較少，缺乏相應(yīng)的理論參考，而在實(shí)際的企業(yè)應(yīng)用中也缺少相應(yīng)的有源降噪關(guān)鍵技術(shù)。而無源降噪技術(shù)，則主要是指對(duì)噪聲源頭的消除。

二、電力變壓器噪聲產(chǎn)生原因分析

從實(shí)際出發(fā)，目前我國電力變壓器已經(jīng)成為電力行業(yè)發(fā)展過程中的重要設(shè)施設(shè)備，而電力變壓器在其運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲，電力變壓器的噪聲來源主要集中在以下四個(gè)方面。首先，電力變壓器由于其磁致伸縮效應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致變壓器鐵芯、硅鋼片出現(xiàn)震動(dòng)，而震動(dòng)則會(huì)導(dǎo)致與空氣震顫，從而產(chǎn)生一定的噪聲。其次，一旦電力變壓器內(nèi)部鐵芯、鋼硅片和碟片之間存在一定的縫隙，

而這些縫隙會(huì)導(dǎo)致電力變壓器在運(yùn)行過程中出現(xiàn)漏磁的問題，從而使得鐵芯出現(xiàn)振動(dòng)產(chǎn)生噪音。隨后，在電力變壓器運(yùn)行的過程中，往往會(huì)出現(xiàn)電流超負(fù)荷的現(xiàn)象，一旦電力變壓器電流負(fù)載過度，會(huì)引起相應(yīng)的零件運(yùn)轉(zhuǎn)速度加快，從而使得振動(dòng)頻率上升，導(dǎo)致噪音。最后，在電力變壓器當(dāng)中的風(fēng)扇和油泵，也是電力變壓器噪聲來源的主要對(duì)象，尤其是一旦電力變壓器出現(xiàn)運(yùn)載過度時(shí)，相應(yīng)的電力變壓器中的風(fēng)扇，其速度轉(zhuǎn)速會(huì)上升，很容易導(dǎo)致出現(xiàn)相應(yīng)的振動(dòng)噪音。從實(shí)際出發(fā)，電力變壓器在其運(yùn)行的過程中，不可避免的會(huì)出現(xiàn)一定的振動(dòng)現(xiàn)象，而在振動(dòng)的過程中，通過相應(yīng)的絕緣油等其他設(shè)備可以將振動(dòng)傳遞給冷卻裝置，從而使得電力變壓器的噪聲下降，但在震動(dòng)傳遞的過程中，由于其他設(shè)備零件和絕緣油之間的振動(dòng)傳遞會(huì)加劇冷卻裝置的振動(dòng)頻率，容易導(dǎo)致反而出現(xiàn)更大的噪音污染，從而使電力變壓器在運(yùn)行的過程中其噪聲更大，對(duì)周邊居民以及員工產(chǎn)生更大的身體和心理上的健康危害。

三、電力變壓器有源降噪技術(shù)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1噪聲數(shù)據(jù)收集技術(shù)

對(duì)于電力變壓器有源降噪技術(shù)而言，目前的主要研究方向是通過對(duì)電力變壓器噪聲進(jìn)行實(shí)施的監(jiān)測(cè)和收集數(shù)據(jù)，同時(shí)配合傳感器將噪聲轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，然后通過相應(yīng)的電力變壓器噪聲處理系統(tǒng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，驅(qū)動(dòng)降噪器將噪聲源所發(fā)出的振動(dòng)通過與其相同的頻率，采用相位相反的方式來抵消電力變壓器在運(yùn)行過程中由振動(dòng)所導(dǎo)致的噪聲污染，而其中的噪聲數(shù)據(jù)收集技術(shù)，目前主要通過相應(yīng)的傳感器技術(shù)來進(jìn)行監(jiān)測(cè)和收集數(shù)據(jù)，這一環(huán)節(jié)的關(guān)鍵是如何對(duì)數(shù)據(jù)的頻率進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，并通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸層傳輸至電力變壓器噪聲處理系統(tǒng)。首先，可以通過相應(yīng)的感知性傳感器，對(duì)電力變壓器噪聲源進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分，對(duì)電力變壓器所產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行劃分?jǐn)?shù)值等級(jí)，針對(duì)不同數(shù)值等級(jí)進(jìn)行相應(yīng)的分類傳輸，而在傳輸?shù)倪^程中需要?jiǎng)澏〝?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)一致的數(shù)據(jù)接口，以便在后期電力變壓器噪聲處理系統(tǒng)當(dāng)中，能夠通過標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)處理，對(duì)其進(jìn)行輸出相應(yīng)的振動(dòng)頻率，從而采用相位相沖原理，抵消其由于振動(dòng)產(chǎn)生的噪音問題，解決電力變壓器由于磁致伸縮效應(yīng)、漏磁、負(fù)載電流過大等原因所出現(xiàn)的振動(dòng)噪音。

3.2電力變壓器噪聲處理模型技術(shù)

從實(shí)際出發(fā)，電力變壓器的有源降噪技術(shù)，必須對(duì)電力變壓器噪聲處理模型進(jìn)行優(yōu)化，電力變壓器噪音的產(chǎn)生，往往取決于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)而非體積。因此，在有源降噪的背景下，電力變壓器的噪聲處理模型顯得尤為重要，本文采用半球聲源模型，該模型在噪聲輻射點(diǎn)的計(jì)算和數(shù)據(jù)收集上精度較高，其具體的聲壓計(jì)算公式如下圖1所示：

由上圖1所示，在式子中ρ0代表著空氣的密度，C0是聲音在空氣中的傳播速度，而Q則是生源的強(qiáng)度，在這一公式中采用相位相沖的原理，當(dāng)聲壓和初級(jí)聲源在振動(dòng)頻率出現(xiàn)疊加的情況時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)在電力變壓器有源的情況下，盡可能的降低其噪聲，尤其是通過監(jiān)測(cè)收集其電力變壓器噪聲的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)之后，結(jié)合相應(yīng)的電力變壓器噪聲處理系統(tǒng)，將傳感器誤差參數(shù)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)化之后，將傳出數(shù)據(jù)傳至降噪器元件中，使其與噪聲源頭振動(dòng)頻率保持頻率一致，從而抵消噪聲。其具體公式如下圖2所示：

在這一公式中，M為誤差傳感器的投放數(shù)量，當(dāng)M投放數(shù)量能夠抵消噪聲源頭的振動(dòng)頻率，則W噪聲越小，結(jié)合近些年的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，有源降噪器與電力變壓器聲噪聲來源之間的距離也是其研究核心，通過調(diào)整兩者之間的距離，能夠有效發(fā)揮電力變壓器降噪器對(duì)聲源噪音的抵消。

四、結(jié)語

綜上，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的深入發(fā)展，我國電力行業(yè)發(fā)展質(zhì)量和水平不斷提升，電力變壓器作為電力行業(yè)中的基石，如何在有源的基礎(chǔ)上進(jìn)行電力變壓器降噪，對(duì)于我國居民日常生活質(zhì)量的提高有著重要的影響，在電力變壓器進(jìn)行降噪處理的過程中，目前主要需要思考電力變壓器降噪器與聲源之間的距離問題，以及如何使電力變壓器降噪器與其聲源保持頻率一致，從而抵消聲源帶來的噪音，這也是這是目前主要的研究方向。

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