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Niveles de sonido audibles en líquidos - Transformadores llenos
Jun 10, 2025
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Niveles de sonido audibles en líquidos - Transformadores llenos
Introducción
Los niveles de sonido audibles en los transformadores llenos -} son un aspecto crítico de su rendimiento operativo e impacto ambiental. Estos transformadores, típicamente llenos de aceite aislante u otros fluidos dieléctricos, generan ruido audible principalmente debido a la magnetostricción en las laminaciones del núcleo y las fuerzas electromagnéticas que actúan sobre los devanados bajo carga. A medida que los sistemas de energía se expanden y las regulaciones ambientales se vuelven más estrictas, comprender y mitigar el ruido del transformador ha ganado una importancia significativa. El sonido audible excesivo puede conducir a quejas comunitarias, el cumplimiento regulatorio no - e incluso indicar problemas mecánicos subyacentes que pueden afectar la confiabilidad del transformador. Este documento examina las fuentes, las técnicas de medición y los factores de influencia del ruido audible en los transformadores llenos líquidos -, al tiempo que exploran estrategias de mitigación efectivas para garantizar el cumplimiento de los estándares de ruido y mejorar la sostenibilidad operativa.
1. fuente de sonido
- Magnetoestriction: las laminaciones del núcleo se expanden y se contraen al doble de la frecuencia de potencia (100/120Hz para sistemas de 50/60Hz), generando zumbidos y armónicos fundamentales (p. Ej., 200Hz, 300Hz). Esto no domina - ruido de carga.
- Vibraciones de devanado: las fuerzas de Lorentz de la corriente de carga causan vibraciones de conductores, con frecuencias vinculadas a la frecuencia de corriente y sus múltiplos.
- Cooling System: Oil pumps (flow noise + mechanical friction) and fans (air turbulence) add high-frequency noise (>500Hz) en modos de enfriamiento forzado.
- Resonancia estructural: las piezas de sujeción suelta, los pernos o los escudos magnéticos pueden resonar a frecuencias específicas, causando sonidos anormales (por ejemplo, traqueteo).
2. Niveles de sonido típicos
Tabla 1. 30 - 6300 kva, 63 kV y debajo de aceite - transformadores de potencia inmerso - Valores de límite de nivel de sonido
|
Capacidad equivalente / nivel de voltaje (KVA/KV) |
nivel de sonido |
|
|
Aceite de aire natural natural(Onan) |
Aceite de aire natural forzado (ONAF) |
|
|
30~63/6~35 |
44 |
- |
|
80~100/6~35 |
48 |
- |
|
125~160/6~35 |
49 |
- |
|
200~250/6~35 |
51 |
- |
|
315~400/6~35 |
53 |
- |
|
500~630/6~35 |
54 |
- |
|
800~1000/6~63 |
57 |
- |
|
1250~2000/6~63 |
59 |
- |
|
2500/6~63 |
60 |
- |
|
3150/6~63 |
61 |
- |
|
4000/6~63 |
62 |
- |
|
5000/6~63 |
63 |
- |
|
6300/10~63 |
64 |
- |
|
8000/35~63 |
65 |
73 |
|
10000/35~63 |
66 |
73 |
|
12500/35~63 |
66 |
73 |
|
16000/35~63 |
68 |
75 |
|
20000/35~63 |
71 |
75 |
|
25000/35~63 |
71 |
77 |
|
31500/35~63 |
75 |
78 |
|
40000~63000/35~63 |
- |
78 |
/db (a)
Tabla 2. 6300 ~ 120000 kVA, límite de nivel de sonido para aceite - transformadores de potencia inmersos en un nivel de 110 kV
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Capacidad equivalente / nivel de voltaje (KVA/KV) |
nivel de sonido |
|
|
Aceite de aire natural natural (Onan) o agua forzada forzada (OFWF) |
Aceite de aire natural forzado (ONAF) o aire forzado con aceite forzado (OFAF) |
|
|
6300 |
66 |
- |
|
8000 |
67 |
74 |
|
10000 |
68 |
75 |
|
12500 |
68 |
75 |
|
16000 |
70 |
76 |
|
20000 |
73 |
77 |
|
25000 |
73 |
78 |
|
31500 |
75 |
79 |
|
40000 |
76 |
79 |
|
50000 |
77 |
79 |
|
63000 |
78 |
80 |
|
90000 |
79 |
80 |
|
120000 |
80 |
80 |
/db (a)
Tabla 3. 31500 ~ 360000 kVA, límite de nivel de sonido para aceite - transformadores de potencia inmersos en un nivel de 220 kV
|
Capacidad equivalente / nivel de voltaje (KVA/KV) |
nivel de sonido |
|
|
Aceite de aire natural natural (Onan) o agua forzada forzada (OFWF) |
Aceite de aire natural forzado (ONAF) o aire forzado con aceite forzado (OFAF) |
|
|
31500 |
78 |
80 |
|
40000 |
78 |
80 |
|
50000 |
80 |
82 |
|
63000 |
80 |
83 |
|
90000 |
82 |
85 |
|
120000 |
83 |
85 |
|
150000 |
84 |
86 |
|
180000 |
84 |
86 |
|
240000 |
85 |
87 |
|
300000 |
85 |
88 |
|
360000 |
85 |
89 |
/db (a)
3. Factores que afectan los niveles de sonido
- Material central: Los núcleos de metal amorfo son más silenciosos que el acero de silicio tradicional.
- Corriente de carga: La carga más alta aumenta el ruido (típicamente en ~ 2–4 dB a plena carga).
- Método de enfriamiento: Onan (Aceite Natural Air Natural) es más silencioso que ONAF/OFAN (enfriamiento forzado).
- Diseño de tanques: Endurecer las costillas, los amortiguadores de vibración y el aislamiento del sonido reducen el ruido.
- Instalación: Montaje en anti - Las almohadillas o las barreras pueden minimizar el ruido transmitido.
4. Técnicas de mitigación
- Diseño de núcleo: Low - Magnetostriction Steel o Step - Las juntas de núcleo de lapsidad reducen el zumbido.
- Barreras de sonido: Recintos acústicos o tanque - Escudos de ruido montados.
- Aislamiento de vibración: Sistemas de montaje resistente.
- Preservación del petróleo: El sellado de tanque adecuado minimiza el ruido de la evolución burbujeante o de gas.
5. Normas y pruebas
- IEC 60076-10: Define métodos de medición de nivel de sonido para transformadores.
- IEEE C57.12.90 y C57.154: Proporcionar pautas para los límites de ruido en América del Norte.
- Regulaciones locales: Muchas regiones imponen límites de ruido (por ejemplo,<65 dB(A) at 1 m for residential areas).
6. Medición y prueba
- Los niveles de presión de sonido se miden en decibelios (db) utilizandoUna ponderación -(db (a)) para reflejar la sensibilidad auditiva humana.
- Las pruebas se realizan en No - Carga y carga de carga por estándares.
- Prueba de trampas: Las mediciones de campo sin corrección de reflexión pueden tener errores de 3 a 5 dB.
Conclusión
El ruido del transformador lleno - relleno es manejable a través de las optimizaciones de diseño, la instalación adecuada y las técnicas de amortiguación Sound -. Para aplicaciones críticas (por ejemplo, subestaciones urbanas), puede ser necesario especificar transformadores de ruido - bajos o usar recintos.
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