Wie lässt sich das Transformatorgeräusch aus Sicht des Kessels reduzieren?

Transformatorgeräusche entstehen hauptsächlich durch die Magnetostriktion des Kerns (Leerlaufgeräusche) und die elektrodynamischen Kräfte der Wicklungen (Lastgeräusche). Diese Schwingungen werden über das Isolieröl und feste Strukturverbindungen auf den Kessel übertragen, wodurch die Kesselwände zu erzwungenen Schwingungen angeregt werden und Schallwellen in die Luft abstrahlen.

Daher besteht die Kernlogik zur Reduzierung von Transformatorgeräuschen aus der Perspektive des Kessels darin, Schwingungspfade zu isolieren, Wandresonanzen zu unterdrücken, Schwingungsenergie zu dissipieren und Streuflüsse abzuschirmen.

Dies kann durch die folgenden vier Dimensionen der Struktur- und Prozessgestaltung erreicht werden:

1. Optimierung der Kesselsteifigkeit zur Unterdrückung von Resonanzen

• Schweißen von Wandsteifen: Die Grundfrequenz des Kerns beträgt typischerweise 100 Hz und dessen Harmonische. Das Anschweißen von Steifen an die äußeren Kesselwände verändert die geometrische Form und die verteilte Steifigkeit der Bleche. Dies verschiebt die Eigenfrequenz der Kesselwände weg von den Erregerfrequenzen und verhindert so eine Resonanzverstärkung.
• Optimierung des Kesselprofils: Die Verwendung von gefalteten, gewellten oder halbzylindrischen Kesselblechen erhöht die geometrische Steifigkeit. Diese Konstruktionen reduzieren die Schwingungsamplitude bei niedrigen Frequenzen großer ebener Flächen, was im Vergleich zu herkömmlichen Flachblechkesseln zu einer geringeren Schallabstrahleffizienz führt.

2. Isolierung fester Schwingungsübertragungspfade

• Installation von Basisisolatoren: Die Installation von ölbeständigen Gummimatten oder spezifischen Polymer-Schwingungsisolatoren zwischen dem aktiven Teil (Kern und Wicklungen) und den internen Positionierstützen des Kessels reduziert die mechanischen Schwingungen, die direkt über Metall-auf-Metall-Kontakt auf die Kesselwand übertragen werden, erheblich.
• Verwendung flexibler Verbindungen für Zubehör: Externe Komponenten wie Ölausdehnungsgefäße, Kühler und Strahler weisen große Oberflächen auf. Die Verwendung von flexiblen Faltenbalgverbindungen an den Flanschverbindungen unterbricht die Schwingungsausbreitung vom Hauptkessel zum Kühlsystem und verhindert, dass die Strahler als akustische Verstärker wirken.

Rockwill-Serie Ölgefüllter Leistungstransformator

3. Dissipation der Energie erzwungener Schwingungen durch Dämpfung

• Auftragen von Dämpfungsschichten: Das großflächige Auftragen von Hochpolymer-Dämpfungsmaterialien (wie Nitrilkautschuk-Dämpfungsplatten oder Dämpfungsmassen) auf die inneren oder äußeren Kesselwände nutzt deren viskoelastische Eigenschaften. Wenn die Kesselwände erzwungenen Biegeschwingungen unterzogen werden, wandelt die innere Reibung im Material mechanische Schwingungsenergie in Wärme um, wodurch die Schwingungsamplitude und die abgestrahlte Schallleistung reduziert werden.

4. Abschirmung von Streuflüssen zur Beseitigung elektromagnetischer Erregung

• Verhinderung der Wirbelstromerregung: Bei Transformatoren großer Leistung kann der durch Hochstromwicklungen erzeugte magnetische Streufluss senkrecht in die ferromagnetischen Kesselwände eindringen. Dies verursacht nicht nur lokale Überhitzung, sondern erzeugt auch starke elektrodynamische Wirbelstromkräfte, die schwere lokale Schwingungen induzieren. Die Installation von magnetischen Abschirmungen (gestapelte Elektrobleche zur Flussführung) oder elektrischen Abschirmungen (Kupfer-/Aluminiumplatten zur Erzeugung entgegengesetzter Magnetfelder) an den inneren Kesselwänden eliminiert diese durch Streufluss induzierten Schwingungen wirksam.

Zusammenfassend hat Rockwill Transformer vier Kerntechnologien – strukturelle Schwingungsbeständigkeit, Pfadschwingungsisolierung, Dämpfungsenergiedissipation und Magnetkreisabschirmung – tiefgreifend in eine systematische Geräuschminimierungslösung integriert. Während mechanische Zuverlässigkeit und thermische Sicherheit gewährleistet werden, erzielt diese Lösung eine geräuschlose Betriebsleistung, die die Standardanforderungen bei weitem übertrifft. Sie eignet sich besonders für geräuschempfindliche Anwendungen wie städtische Umspannwerke, Wohngebiete und Offshore-Windkraftprojekte.
Bearbeitet von：Echo