一种变压器振动噪声研究的新方法
摘 要：近年来，变压器的振动噪声问题逐渐成为国内外专家学者讨论的热点。文章针对变压器铁心振动的问题，提出了一种实验室模拟直流偏磁问题引起电力变压器振动噪声加剧的新方法，并且通过试验深入研究了变压铁心直流偏磁条件下的振动特性，得到了一定的结论，为后续电力变压器直流偏磁条件下的振动噪声问题研究提供了参考。
关键词：直流偏磁；变压器；铁心；振动；模态分析
1 概述
电力变压器是电力系统的重要组成部分，也是整个电网安全运行的保障。随着电网容量和等级的不断增大，对电力系统的安全运行和输电可靠性提出了更高的要求，而变压器作为关键设备，一旦发生故障，将造成巨大的损失。近年来，地磁暴现象及高压直流输电系统（HVDC）的广泛应用，使得电力变压器频繁出现直流偏磁，导致铁心损耗增大，振动噪声加剧，严重危害其运行安全，并且噪声污染也给人们的生活带来了一些负面的影响和干扰[1]。因此，直流偏磁条件下的变压器振动噪声问题越来越成为人们关注和研究的热点。
2 变压器振动噪声的主要来源
变压器的振动主要来源于本体振动噪声和冷却装置的振动噪声，本体振动噪声是国内外研究与的热点。
2.1 变压器的本体振动噪声
2.1.1 磁致伸缩引起的铁心振动
铁心的振动主要来源为硅钢片的磁致伸缩。磁致伸缩是指硅钢片的尺寸磁力线方向上增加，而垂直于磁力线方向的硅钢片的尺寸减小的现象。从微观上可以解释为铁心在磁化过程中，材料从磁化方向各异的多磁畴无序状态变成与外磁场同方向的单磁畴有序状态，以及介质立体晶状体结构和原子间距发生相应变化的过程[3]。这种伸缩使铁心随着励磁磁场的变化产生周期性振动，且不随励磁磁场方向的改变而改变，故磁致伸缩引起铁心振动的基频是二倍于电源工频的。
2.1.2 漏磁场引起的铁心振动
变压器工作时铁心叠片间和接缝处存有漏磁场，产生的电磁吸引力造成铁心振动，不同的叠压方式和接缝大小产生的漏磁场及振动强度都有所不通，该部分振动远小于铁心磁致伸缩引起的振动。
2.1.3 负载电流漏磁场引起的绕组振动
绕组的负载电流产生的漏磁场能够引起绕组的振动，常规运行的变压器，铁心振动主要取决于磁致伸缩现象，只有当铁心磁密低于1.4T时，电磁力的影响增大，才被加以考虑。
2.2 直流偏磁对变压器振动噪声的影响
变压器直流偏磁现象指因某种原因导致直流电（DC）进入变压器励磁绕组中...
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