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干式变压器的振动和噪声研究

钟星鸣  
【摘要】: 随着城市建设的不断发展和电网改造的实施,干式变压器以其体积小、损耗低、安全可靠、维修简单得到广泛的应用。由于干式变压器广泛用于商务中心、办公大楼、住宅区等人们工作、生活的场所,其运行噪声问题越来越被人们所重视。如何控制干式变压器运行时的噪声,已成为一个十分重要的课题。 由于非晶合金变压器结构的特殊性能,高噪声是制约其推广的重要因素。本课题通过对非晶合金变压器整机进行振动噪声试验研究,得出其振动的主要来源于铁芯的振动。本文对非晶合金变压器单框铁芯在不同的支撑条件下的振动特性进行研究,寻找支撑边界与振动之间的相关规律,从而达到非晶合金变压器减振降噪的目的。研究结果表明通过改变铁芯的支撑条件,可以降低其振动和噪声。COMSOL Multiphysics是一款可实现多物理场耦合计算的软件,通过对铁芯的多物理场耦合仿真计算,得出适当施加的边界条件可以减少铁芯的振动。 电抗器之所以会产生振动,是由于其本身的结构所决定的。铁芯并联电抗器的中心问题是铁芯特殊结构,由此带来振动较大的问题。迄今为止,振动是铁芯电抗器的世界性难题。本课题首次通过研究干式铁芯并联电抗器在通电工作状态下铁芯和线圈的振动特性,同时研究不同时刻振动噪声的频谱特性,深入研究了其振动噪声产生的根源。研究发现随着铁芯间隙材料弹性模量的降低,使得铁芯整体结构的频率发生了迁移,引起了铁芯结构低频密集,出现了整百赫兹的频率。利用有限元分析,证明了间隙材料性能的改变导致了系统结构振动特性的改变。文中提出了有效控制电抗器振动和噪声的具体措施,使得其噪声降低了15dB左右。


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