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【摘 要】非晶变压器的噪音污染问题随着电气时代的变迁正在逐步地显示出来，所以如何控制降低变压器噪音始终是变压器领域的一大难题。本文介绍了变压器噪声的类型，分析了变压器空载噪声产生的原因及因素，并提出了降噪声有效措施。
【关键词】非晶变压器；噪声；产生原因；有效措施 目前，我国非晶变压器噪声水平与环保要求还有一定的差距，甚至很大。尽管我们做了不少工作，但是还不适应形势发展的需要。因此，我们必须采取有效措施和方法，尽快把变压器噪声降下来，满足环保节能要求。
1.非晶变压器噪声变压器噪声产生的原因
变压器发出的可听见的噪声是由铁心的磁致伸缩变形和绕组、油箱及磁屏蔽内的电磁力所引起的。具体来说，变压器噪声共有3个声源，一是铁心，二是绕组，三是冷却器。铁心产生噪声的原因，是构成铁心的硅钢片在交变磁场的作用下，会发生微小的变化即磁致伸缩，磁致伸缩使铁心随励磁频率的变化作周期性振动。绕组产生振动的原因是电流在绕组中产生电磁力，漏磁场也能使结构件产生振动。
2.非晶变压器噪声变压器噪声的类型
变压器本体噪声主要有硅钢片磁致伸缩引起的铁心振动、硅钢片接缝处和叠片之间漏磁引起的铁心振动、绕组振动等。
（1）漏磁引起的绕组振动噪声绕组负载电流产生的漏磁将引起绕组的振动，当变压器的额定工作磁通密度在1.5～1.8T范围时，这种振动与磁致伸缩引起的铁心振动相比很小。
（2）冷却装置带来的运行噪声干式变压器采用强迫风冷时，变压器的冷却装置等附件也会产生噪声，与变压器本体噪声的机理一样，冷却装置的噪声也是由于它们的振动而产生的。
（3）硅钢片磁致伸缩引起的噪声铁心励磁时，沿磁力线方向硅钢片的尺寸发生变化，而垂直于磁力线方向的尺寸发生相反的变化，磁致伸缩使得铁心随着励磁频率的变化而周期性振动。
（4）电磁作用引起的铁心噪声硅钢片接缝处和叠片间存在因漏磁而产生的电磁吸引，由此引起铁心振动。
3.降低非晶变压器噪声处理措施
运行中变压器的噪声通常是指变压器的本体噪声和冷却风机噪声的合成噪声。因此为了降低变压器的噪声，也应该从这两方面采取有效处理措施。
3.1合理的结构设计
（1）改变传统的结构设计。由于非晶合金材料的特殊性，受外加应力后，损耗会急剧增加，噪声也随之增加，为使铁心不过于受力，铁心应悬挂在绕组上，铁心只承受自身的质量，不受其他的压紧力。结构上，器身上下左右采用“Ω”形弯板的夹件装配结构或成型框架结构，绕组和铁心由结构件支撑。
（2）非晶合金铁心处在上下弯板和侧弯板组成的框架中，在设计框架时应留有适当的裕度。如果裕度过小，铁心受挤压，空载损耗和噪声都将增加；如果裕度过大，铁心振动加剧，噪声也会增加。为了降低噪声和避免铁心受力，可在框架和铁心之间加垫减振吸声材料。
（3）非晶合金铁心的截面比硅钢片铁心的截面要增加40%左右，铁心重量也要增加35%左右，这可使变压器的噪声和成本增加。我们在产品设计时一定要尽可能地降低铁心重量、合理地确定其尺寸，才能有效地控制噪声。
3.2降低变压器铁心的磁通密度
铁心工作磁密的确定，通常取决全空载损耗和噪声的要求。整流变压器根据不同的整流方式，对工作磁密也有不同要求。因为磁密降低，为保持总磁通量不变，势必要增大铁心的截面积，铁心和导电材料重量随之上升。变压器质量和制造成本将增加，技术经济指标下降。另外，铁心体积的增大，使噪声发射面积也相应增大，从而导致变压器声功率级增大。
3.3采用磁致伸缩小的优质铁芯片
由于铁心片的磁致伸缩是产生变压器噪声的主要原因，可采用优质的磁致伸缩较小的磁铁心片。该片提高了晶粒取向完整度，改善了绝缘涂层，增强了涂层的抗张力，降低了磁致伸缩，在同一工作磁密下，与普通磁铁心片相比，变压器噪声可降低3dB（A）～4dB（A）。
3.4降低工艺系数
（1）降低非晶合金铁心的单位磁化容量（VA/kg），也可达到降低噪声的目的。由于非晶合金的单位磁化容量和单位损耗（W/kg）存在着制约关系，要获得较低的单位磁化容量，就要结合企业的工艺水平。在产品的制造过程中，铁心框（4个或8个）与绕组装配时，需要打开铁轭接缝、套装绕组和合上接缝的操作，这些使铁心受力的操作会导致损耗和噪声比裸铁心时增加，因此工艺系数应控制在1.05～1.25间比较合理。
（2）铁心和绕组的结合方式以及操作人员的经验和技术水平，铁心本身接缝或合完铁心的接缝的大小等都将直接影响非晶合金变压器的噪声。
（3）通过选取较高的单位损耗来获得较低的单位磁化容量，亦即在空载满足要求的前提下，把多余的损耗性能转化为磁化性能，也可达到降低噪声的目的。
3.5器身装配工艺过程控制
工艺控制是制造非晶合金变压器的一个重要环节。
（1）装配方式。装配方式会影响非晶合金铁心接缝的质量，即會影响噪声。一般说装配方式有两种，一是倒装式，就是把铁心接缝朝上，打开接缝套装绕组后再合上，之后将器身翻转180°；二是平装式，用专用的设备将铁心平放，将绕组套装后再合拢起立。一般来说平装式对于非晶合金铁心开口损坏较小，接缝质量好，噪声小，但工艺要求较高，需要专用的设备。
（2）对非晶合金铁心开口处接缝进行改善处理。改善和缩小铁心接缝，可使接缝处磁通分布均匀，又使气隙中的磁密大大降低，减少因为接缝处磁吸力引起的噪声。另外，减小接缝，可以降低振幅，同时还可以减小变压器的励磁容量和励磁电流，使声功率大幅度降低，即可降低噪声4～5dB。
（3）铁心的自身结构和制造工艺对噪声也有一定的影响。非晶合金铁心表面涂覆有环氧树脂，若涂覆不好或环氧树脂质量差而引起脱落，也会增加变压器的噪声，另外在产品设计中应对铁心和器身加消声垫等。
4.现场降噪措施
有时会遇到这种情况，制造和检验都合格的产品，在投入实际使用时，客户却反映运行噪声大，售后服务人员到达现场后，遇到的情况也各不相同。产品本身质量都没问题，由于安装和使用环境不同，引起的运行噪声远大于出厂检验时的测量值。总结一下，有以下几点原因和相应的现场降噪处理措施。
（1）在居民小区等密集人口居住区安装干式变压器时需注意：①变压器室必须单独设立，不得建在住宅楼的底层。②变压器基础水平牢固。③在变压器车架下面加防振胶垫。④变压器室内四周装一些吸声材料等。⑤低压引出排采用软连接，母排固定牢靠。
（2）现在城市里的6～10kV电网电压普遍偏高，在保证低压供电质量的前提下，尽量把高压分接向上调（低压输出电压降低），以此消除变压器的过励磁现象，降低变压器的噪声。
（3）检查风机、外壳和其他零部件的共振产生的噪声，判断时分别用绝缘棒抵一下外壳门板和风机，看噪声是否变化。解决方法见2.2。
（4）变压器的电压波形发生畸变（如谐振现象），产生噪声。可以建议用户考虑加装减小谐波的装置。
（5）变压器缺相的问题。变压器缺相时，铁心不能正常励磁，产生噪声，输出电压异常。检查变压器高压熔丝是否损坏和上一级线路电源。
5.结束语
围绕为客户提供低噪声、高性能优质产品这一技术攻关中心，从产品设计、材料选择、制造工艺优化及人员现场服务意识、服务水平等诸多方面对产品降噪进行了有效的QC攻关，更好地提升了产品质量，提高了市场竞争力。
【关键词】非晶变压器；噪声；产生原因；有效措施 目前，我国非晶变压器噪声水平与环保要求还有一定的差距，甚至很大。尽管我们做了不少工作，但是还不适应形势发展的需要。因此，我们必须采取有效措施和方法，尽快把变压器噪声降下来，满足环保节能要求。
1.非晶变压器噪声变压器噪声产生的原因
变压器发出的可听见的噪声是由铁心的磁致伸缩变形和绕组、油箱及磁屏蔽内的电磁力所引起的。具体来说，变压器噪声共有3个声源，一是铁心，二是绕组，三是冷却器。铁心产生噪声的原因，是构成铁心的硅钢片在交变磁场的作用下，会发生微小的变化即磁致伸缩，磁致伸缩使铁心随励磁频率的变化作周期性振动。绕组产生振动的原因是电流在绕组中产生电磁力，漏磁场也能使结构件产生振动。
2.非晶变压器噪声变压器噪声的类型
变压器本体噪声主要有硅钢片磁致伸缩引起的铁心振动、硅钢片接缝处和叠片之间漏磁引起的铁心振动、绕组振动等。
（1）漏磁引起的绕组振动噪声绕组负载电流产生的漏磁将引起绕组的振动，当变压器的额定工作磁通密度在1.5～1.8T范围时，这种振动与磁致伸缩引起的铁心振动相比很小。
（2）冷却装置带来的运行噪声干式变压器采用强迫风冷时，变压器的冷却装置等附件也会产生噪声，与变压器本体噪声的机理一样，冷却装置的噪声也是由于它们的振动而产生的。
（3）硅钢片磁致伸缩引起的噪声铁心励磁时，沿磁力线方向硅钢片的尺寸发生变化，而垂直于磁力线方向的尺寸发生相反的变化，磁致伸缩使得铁心随着励磁频率的变化而周期性振动。
（4）电磁作用引起的铁心噪声硅钢片接缝处和叠片间存在因漏磁而产生的电磁吸引，由此引起铁心振动。
3.降低非晶变压器噪声处理措施
运行中变压器的噪声通常是指变压器的本体噪声和冷却风机噪声的合成噪声。因此为了降低变压器的噪声，也应该从这两方面采取有效处理措施。
3.1合理的结构设计
（1）改变传统的结构设计。由于非晶合金材料的特殊性，受外加应力后，损耗会急剧增加，噪声也随之增加，为使铁心不过于受力，铁心应悬挂在绕组上，铁心只承受自身的质量，不受其他的压紧力。结构上，器身上下左右采用“Ω”形弯板的夹件装配结构或成型框架结构，绕组和铁心由结构件支撑。
（2）非晶合金铁心处在上下弯板和侧弯板组成的框架中，在设计框架时应留有适当的裕度。如果裕度过小，铁心受挤压，空载损耗和噪声都将增加；如果裕度过大，铁心振动加剧，噪声也会增加。为了降低噪声和避免铁心受力，可在框架和铁心之间加垫减振吸声材料。
（3）非晶合金铁心的截面比硅钢片铁心的截面要增加40%左右，铁心重量也要增加35%左右，这可使变压器的噪声和成本增加。我们在产品设计时一定要尽可能地降低铁心重量、合理地确定其尺寸，才能有效地控制噪声。
3.2降低变压器铁心的磁通密度
铁心工作磁密的确定，通常取决全空载损耗和噪声的要求。整流变压器根据不同的整流方式，对工作磁密也有不同要求。因为磁密降低，为保持总磁通量不变，势必要增大铁心的截面积，铁心和导电材料重量随之上升。变压器质量和制造成本将增加，技术经济指标下降。另外，铁心体积的增大，使噪声发射面积也相应增大，从而导致变压器声功率级增大。
3.3采用磁致伸缩小的优质铁芯片
由于铁心片的磁致伸缩是产生变压器噪声的主要原因，可采用优质的磁致伸缩较小的磁铁心片。该片提高了晶粒取向完整度，改善了绝缘涂层，增强了涂层的抗张力，降低了磁致伸缩，在同一工作磁密下，与普通磁铁心片相比，变压器噪声可降低3dB（A）～4dB（A）。
3.4降低工艺系数
（1）降低非晶合金铁心的单位磁化容量（VA/kg），也可达到降低噪声的目的。由于非晶合金的单位磁化容量和单位损耗（W/kg）存在着制约关系，要获得较低的单位磁化容量，就要结合企业的工艺水平。在产品的制造过程中，铁心框（4个或8个）与绕组装配时，需要打开铁轭接缝、套装绕组和合上接缝的操作，这些使铁心受力的操作会导致损耗和噪声比裸铁心时增加，因此工艺系数应控制在1.05～1.25间比较合理。
（2）铁心和绕组的结合方式以及操作人员的经验和技术水平，铁心本身接缝或合完铁心的接缝的大小等都将直接影响非晶合金变压器的噪声。
（3）通过选取较高的单位损耗来获得较低的单位磁化容量，亦即在空载满足要求的前提下，把多余的损耗性能转化为磁化性能，也可达到降低噪声的目的。
3.5器身装配工艺过程控制
工艺控制是制造非晶合金变压器的一个重要环节。
（1）装配方式。装配方式会影响非晶合金铁心接缝的质量，即會影响噪声。一般说装配方式有两种，一是倒装式，就是把铁心接缝朝上，打开接缝套装绕组后再合上，之后将器身翻转180°；二是平装式，用专用的设备将铁心平放，将绕组套装后再合拢起立。一般来说平装式对于非晶合金铁心开口损坏较小，接缝质量好，噪声小，但工艺要求较高，需要专用的设备。
（2）对非晶合金铁心开口处接缝进行改善处理。改善和缩小铁心接缝，可使接缝处磁通分布均匀，又使气隙中的磁密大大降低，减少因为接缝处磁吸力引起的噪声。另外，减小接缝，可以降低振幅，同时还可以减小变压器的励磁容量和励磁电流，使声功率大幅度降低，即可降低噪声4～5dB。
（3）铁心的自身结构和制造工艺对噪声也有一定的影响。非晶合金铁心表面涂覆有环氧树脂，若涂覆不好或环氧树脂质量差而引起脱落，也会增加变压器的噪声，另外在产品设计中应对铁心和器身加消声垫等。
4.现场降噪措施
有时会遇到这种情况，制造和检验都合格的产品，在投入实际使用时，客户却反映运行噪声大，售后服务人员到达现场后，遇到的情况也各不相同。产品本身质量都没问题，由于安装和使用环境不同，引起的运行噪声远大于出厂检验时的测量值。总结一下，有以下几点原因和相应的现场降噪处理措施。
（1）在居民小区等密集人口居住区安装干式变压器时需注意：①变压器室必须单独设立，不得建在住宅楼的底层。②变压器基础水平牢固。③在变压器车架下面加防振胶垫。④变压器室内四周装一些吸声材料等。⑤低压引出排采用软连接，母排固定牢靠。
（2）现在城市里的6～10kV电网电压普遍偏高，在保证低压供电质量的前提下，尽量把高压分接向上调（低压输出电压降低），以此消除变压器的过励磁现象，降低变压器的噪声。
（3）检查风机、外壳和其他零部件的共振产生的噪声，判断时分别用绝缘棒抵一下外壳门板和风机，看噪声是否变化。解决方法见2.2。
（4）变压器的电压波形发生畸变（如谐振现象），产生噪声。可以建议用户考虑加装减小谐波的装置。
（5）变压器缺相的问题。变压器缺相时，铁心不能正常励磁，产生噪声，输出电压异常。检查变压器高压熔丝是否损坏和上一级线路电源。
5.结束语
围绕为客户提供低噪声、高性能优质产品这一技术攻关中心，从产品设计、材料选择、制造工艺优化及人员现场服务意识、服务水平等诸多方面对产品降噪进行了有效的QC攻关，更好地提升了产品质量，提高了市场竞争力。