In de moderne samenleving waar elektriciteit alomtegenwoordig is, beïnvloeden transformatoren, als het "hart" van het elektriciteitsnet, direct invloed op de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening door hun operationele stabiliteit . Maar de lage pitch-nummers die deze massale apparaten genereren, worden vaak "ongewenste gasten" in de buurt van woongebieden, ziekenhuis, ziekenhuizen en scholen {{2.}} waar precies de transformatieruimten ontstaan? Hoe kunnen we het geluid wetenschappelijk verminderen? Dit artikel duikt in de micro-wereld van cores en wikkelingen om de grondoorzaken van ruis te onthullen en onderzoekt geavanceerde stille technologieën .

I . Drie belangrijke bronnen van transformatorruis

Transformatorruis komt in wezen voort uit de superpositie van mechanische trillingen en luchttrillingen, voornamelijk afkomstig van drie kerncomponenten:

Kerntrillingen: de "hoofdmelodie" van de transformatorbewerking

Wanneer de stroom door de kern stroomt, veroorzaakt het afwisselende magnetische veld magnetostriction in siliciumstalen vellen-periodieke micro-formaties (meestal op de micronschaal) als de magnetische veldrichting verandert . Deze telescopische vibratie heeft een fundamentele frequentie van 100H
De trillingsamplitude wordt direct beïnvloed door de magnetische fluxdichtheid (typische waarden: 1 . 5–1 . 8t) en het siliciumstaalplaatmateriaal. Hoogwaardige siliciumstaalbladen verminderen de magnetostriction met 60% in vergelijking met gewone vellen door geoptimaliseerde kristaloriëntatie, waardoor trillingen worden geminimaliseerd [17].

Wikkeltrillingen: de "onzichtbare duwer" van de stroom

When load current passes through the windings, the leakage magnetic field exerts alternating electromagnetic forces on the coils. Although its vibration intensity is generally only about 1/10 of core vibration (within conventional magnetic density ranges), loose winding compression or short circuits can produce obvious "buzzing" or partial discharge sounds [19].

Koelsysteem: de "hoofdkracht" van hoogfrequent ruis

Fans en oliepompen genereren tijdens de werking medium-tot-hoogfrequente ruis (500-2000H Metingen laten zien dat een enkele ventilator ruis kan produceren van meer dan 70dB [7,10] .

Tabel: Vergelijking van de kenmerken van de hoofdruisbron in transformatoren

II . Abnormale geluiden: "Alarmbellen" voor fouten

Naast stabiele staatbedrijfsgeluiden, signaleren abnormale geluiden vaak interne fouten:

Overspanning/overstroom: Uniform verhoogd "zoemende", of intermitterend "割割割 (割割割)" geluiden tijdens plotselinge belastingveranderingen [2] .

Losse delen: "Clancing" hameren of "whirring" windgeluiden, met normale instrumentwaarden [6] .

Turn-to-Turn kortsluiting: "Gorging" klinkt van lokaal oliekooks, vergezeld van plotselinge temperatuurpieken [6,9] .

Kernfouten: "Cracking" ontladingsgeluiden van gebroken gronddraden; resonant brullen van niet -gecomprimeerde siliciumstaalbladen [9] .

Zwevende ontlading: Flauw "sissende" geluiden, vaak veroorzaakt door slecht contact als gevolg van verfspuiten [9] .

Waarschuwing: Een onderstation heeft ooit een piercing gehuil ervaren door waaierbuisresonantie als gevolg van losse bouten in een koelere beugel . lang verwaarloosd, dit veroorzaakte uiteindelijk vermoeidheid en lekkage van de oliebuis [10] .

III . Laagfrequentie-ruis: onzichtbare gezondheidsbedreigingen

Transformatorruis is overwegend laagfrequent (<500Hz). While less piercing than high-frequency noise, it is more penetrating:

Long-term exposure to >35DB kan hartkloppingen en prikkelbaarheid veroorzaken; Meer dan 85 dB verhoogt het risico van doofheid tot 5% [15] .

Laagfrequentie geluid dringt direct door de oorbotten door, veroorzaakt sympathische zenuwspanning en leidt tot verhoogde bloeddruk en endocriene aandoeningen [1] .

Studies tonen aan dat kinderen in lawaaierige omgevingen intelligentieniveaus 20% lager hebben dan die in stille omgevingen, met effecten op de ontwikkeling van de foetus [5] .

IV . Ruisreductietechnologieën: uitgebreide controle van bron tot propagatiepad

1. kerntrillingsregeling: het richten van de "keel" van ruis

Materiaalupgrades: Hoog georiënteerd siliciumstaal (e . g ., 30zh120) vermindert de magnetostriction met 40%, waardoor een ruisreductie van 2–4db (a) [17] . wordt bereikt.

Structurele optimalisatie:

Volledig 斜接缝 (volledig versterking) kernen: verminder magnetische fluxvervorming, verlagingsruis met 3-5dB (a) .

Drie-fasen gezamenlijk ontwerp: verder lawaai verminderen met 3-6 dB (a) vergeleken met traditionele tweetraps gewrichten .

Verhoogd juk dwarsdoorsnedeoppervlak: balans magnetische dichtheidsverdeling en onderdrukt de hoofdtrillingsbron [1] .

Proces precisie controle:

Klemkracht gehandhaafd op 0 . 08–0.12mpa (optimaal bereik).

Lasersnijden van siliciumstaalbladen om spanning te verminderen .

Rubberen trillingsdempels op basisvoeten om trillingstransmissie te blokkeren [7] .

2. Stille koelsystemen: bestrijden van hoogfrequent ruis

Natuurlijke koeling 代替 Gedwongen luchtkoeling: Het elimineren van fans vermindert ruis met 8-15db (a), zoals te zien in Fin-type radiatoren [17] .

Innovaties met lage ruis fan:

Meerdere fans van kleine stromingen vervangen enkele high-power ventilatoren: geluidsreductie van 2–3db (a) door verbeterde redundantie .

Airfoil Blade Design: vermindert Vortex -ruis .

Frequentieconversie: past de snelheid aan bij temperatuur om werking op volledige snelheid te voorkomen [7,10] .

Selectie van oliepomp: Kies voor modellen met stabiele kop (e . g ., 6bp 135-4.6/3v) om turbulente oliestroom te voorkomen [10] .

Succesgeval: Nadat de 220KV hoofdtransformator bij Huashan-substation met 4 low-roise koelers (YF 1-200) werd afgezet, daalde het geluid in de controlekamer aanzienlijk, terwijl de olietemperatuur met 10 graden daalde [10] .

3. Voortplantingspad Blokkade: de laatste verdedigingslinie

Akoestische behuizingen: Modulaire geluiddichte panelen (gevuld met rotswol) Verminder ruis met 10-15db . Hoogtrefficiënte panelen met extra massablokken Tune om specifieke frequenties te beschermen [17] .

Actieve ruisonderzoek:

Adaptieve dempers (gebaseerd op LMS-algoritme): implementeer anti-fase geluidsbronnen binnen 1 m van de transformator om 6dB-ruisreductie te bereiken [8] .

Actieve trillingsannulering: installeer actuatoren op de tankwand om tegenvibratiegolven uit te zenden [8] .

Demping behandelingen:

3 mm demping rubberen coating op tankwanden .

Rubberen vellen ingevoegd tussen magnetische schilden en tankwanden .

Spring -trillingsdempers op funderingen [7] .

V . Future Directions: Intelligent Silent Transformers

Met technologische vooruitgang is de reductie van transformatorruis naar intelligentie:

Real-time magnetostriction compensatie: Piëzo-elektrische keramiek bevestigd aan kernoppervlakken Pas tegenaangiften toe om trillingen te compenseren .

Digitale tweelingmodellen: Eindig element-gebaseerde "elektromagnetisch-structureel-akoestisch veld" koppelingsmodellen (e . g ., door Wuhan University Teams) voorspellen ruisverdeling [4] . nauwkeurig voorspellen

AI -geluiddiagnose: Soundprint -herkenning identificeert fouttypen om abnormale ruisbronnen te elimineren bij hun wortels .