Гудение силовых трансформаторов. Нормы и причины его возникновения. Трансформатор почему шумит
причины и возможности устранения шума
Когда-то в начале прошлого века в США была популярной реклама на тему «молчаливого слуги». Вопрос касался электричества, а, точнее, его способности бесшумно выполнять различную работу. Компания General Electric стремилась таким образом привлечь внимание потребителей к бытовой технике. Но если коснуться чисто физического процесса работы электричества, то, оказывается, оно не такое уж «молчаливое». Примером может служить всем известный прибор трансформатор, который способен издавать довольно громкий гул. Так почему гудит трансформатор?
Как работает трансформатор
Чтобы разобраться в этом, не мешает вспомнить школьный урок физики, где описан принцип работы трансформатора. Трансформатор работает на основе закона электромагнитной индукции. Он включает в себя катушки, намотанные проводом разного диаметра и с различным количеством витков. Эти катушки представляют первичную и вторичную обмотки трансформатора. Между обмотками есть связь. Она осуществляется посредством своеобразного кольца из специальной ферромагнитной стали. Кольцо получило название сердечника и расположено внутри обмоток. Сама конструкция сердечника собрана из тонких пластин.
Когда на первичную обмотку подают переменный ток, то он создает магнитное поле в сердечнике. Это поле тоже меняется по закону изменения породившего его тока. В свою очередь, поле наводит ЭДС индукции во вторичной обмотке – преобразованный электрический ток.
Материал сердечника разбит на множество микроучастков. В каждом таком участке без наличия входного напряжения присутствует свое магнитное поле, направленное часто противоположно друг к другу. Однако под напряжением все потоки начинают устремляться в одном направлении, создавая мощный магнит. Все это сопровождается изменением физических размеров самого сердечника. Можно догадаться теперь, почему гудит трансформатор.
Эффект магнитострикции
Так как поле переменное, то и пластины сердечника начинают сжиматься и вытягиваться в такт с ним. Этот процесс получил название магнитострикции. Производятся такие движения с большой частотой в 100 Гц, при частоте тока в 50 Гц, в пространство исходит вибрация, которая имеет звуковой диапазон и различима человеческим ухом. Кроме стандартной частоты, в составе переменного тока имеются более высокочастотные гармоники. Их больше, чем больше нагружен трансформатор, а это в свою очередь более резкая и слышимая вибрация. Вот почему гудит трансформатор.
Другие причины шума в трансформаторе
Но не все причины «разговорчивости» трансформатора сокрыты в магнитострикции. Почему нагруженный трансформатор гудит? Выделяют шум:
- Обмоток трансформатора. Это обусловлено тем, что поток магнитный пытается сместить обмотки относительно сердечника. Звук усиливается в случае некачественно намотанной катушки, если витки плохо прилегают друг к другу.
- Пластин сердечника. Почему? Трансформатор очень часто гудит, когда они плохо подогнаны и имеют зазоры между плоскими поверхностями. Тогда, кроме сжимания, слышен шум от звона металла.
- Дефект либо повреждение изоляции медного провода. Такое может случиться в толще обмотки, где имеют место повышенные температуры. В этом случае между обмотками может проскакивать искра, сопровождаемая щелчком. Чем разряд мощнее, тем звук характерней и громче.
- Всех плохо закрепленных деталей в трансформаторе почему? Трансформатор гудит при работе, так как они дребезжат.
Для того чтобы избежать этого недостатка в трансформаторах, были разработаны трансформаторы бесшумного типа. Их схема построена таким образом, что происходит преобразование частоты тока (повышение) до уровня, при котором вибрация не воспринимается в звуковом диапазоне. Это 10 КГц и выше. Бесшумные трансформаторы по своим габаритам и массе гораздо меньше обычных.
Заключение
Чтобы не задавать себе вопрос о том, почему гудит трансформатор, все мощные модели нужно брать качественные, зарекомендовавших себя производителей. Маломощные не так требовательны к точности исполнения. Но если все же имеющийся трансформатор при работе издает шум, можно попробовать устранить его стягиванием пластин при помощи винтов. Только постараться не переусердствовать и не расслоить металл сердечника. Если болты отсутствуют, используют лак или клей, которым заливают сердечник. Устранить дребезжание обмоток можно только с помощью их перемотки.
fb.ru
Почему гудит трансформатор: причины и что делать?
При работе трансформатора появляется характерный звук гудения. Это нормальное явление, объясняющееся появлением магнитострикции. Физическое явление оказывает минимальное воздействие на бытовые приборы. Если гудит трансформатор подобного типа, возможно, система функционирует неправильно. В этом потребуется разобраться. Если характерный звук определяется в блоке питания, в усилителе или подобных приборах, необходимо найти причину и устранить ее. Что делать в этом случае, будет рассмотрено далее.
Понятие магнитострикции
Чтобы разобраться, почему сильно гудит усилитель, блоки питания различных бытовых приборов или иные трансформаторы, следует рассмотреть азы работы этой техники. Трансформатором называется агрегат, который призван преобразовывать электрический ток в соответствии с требованиями потребителя. Прибор состоит в самом простом виде из таких частей:
- Сердечник (магнитопривод).
- Первичный контур.
- Вторичный контур.
Магнитопривод состоит из железных пластин, характеризующихся ферромагнитными свойствами. В процессе прохождения по первичной обмотке электрического тока появляется магнитное поле. Оно способствует возникновению во вторичном контуре энергии. Частота тока остается неизменной. В зависимости от количества витков катушек напряжение в сети может увеличиваться или уменьшаться.
Магнитострикцией же называется эффект, который приводит к изменению размера тела, через которое проходит поток заряженных частиц. На подобные изменения реагируют материалы с сильными магнитными характеристиками. Из них изготавливают сердечник.
Изменения размеров влияют на появление колебаний воздуха возле магнитопривода. Возникают звуковые волны. Они имеют определенную частоту. Возникает гудение. В импульсных устройствах такого звука не слышно. Их колебания формируются с частотой, которую не воспринимает ухо человека.
Уровень шума
Гудящий звук появляется при определенных условиях работы агрегата. Он зависит от некоторых параметров оборудования. В течение одного цикла работы магнитопривод растягивается и сжимается два раза. Если частота сети соответствует стандартному значению для переменного тока (50 Гц), появится звуковая волна. Ее частота составит 100 Гц. Человек при этом услышит звук гудения. Он отличается своей интенсивностью.
Сила, с которой гудят трансформаторы, зависит от нескольких особенностей оборудования. К таким факторам относятся:
- Уровень нагрузки.
- Габариты составных частей системы.
- Физические характеристики, структура сердечника.
Для усилителя, блока питания и прочих небольших бытовых приборов появление шума при работе не является нормой. Если такое устройство начинает гудеть, необходимо найти причину неисправности и устранить ее.
Силовой трансформатор
Среди всех разновидностей трансформаторов одним из самых востребованных является силовой тип. Если такой агрегат гудел раньше тихо, но потом шум усилился, это может свидетельствовать о нарушениях структуры сердечника. Его пластины со временем могут разойтись. Потребуется устранить зазоры, создать хорошую стяжку. Проще всего такой ремонт производится для прибора броневого типа. Для этого применяется обычный сантехнический хомут, который затягивается по периметру магнитопривода.
Возможно, трансформатор не только стал сильно шуметь, но и нагреваться. Это говорит о повышенной токовой нагрузке. Причиной такому явлению может стать межвитковое замыкание, неисправности в цепи потребителя.
Также рекомендуем ознакомиться: как проводят ремонт силовых трансформаторов?
Диагностика
Чтобы отремонтировать оборудование, потребуется произвести его диагностику. Сначала исключается возможность межвиткового замыкания. Мультиметром такую неисправность определить затруднительно. В этом случае потребуется произвести поверхностный осмотр. Если визуально определяются подтеки, почернение, сгоревшая изоляция, можно сказать, что причина гудения установлена.
Если поверхностный осмотр не выявил отклонений, потребуется произвести более глубокую диагностику. При наличии только мультиметра можно воспользоваться одним из двух возможных подходов:
- Тестер переводится в положение мегомметра. Определив тип устройства, следует сравнить результаты замера с номинальным значением (представлено в соответствующем справочнике). Если отклонение составляет более 50%, в трансформаторе появилось межвитковое замыкание.
- Измеряют аналогичный рабочий прибор. При этом исследуется сопротивление обмоток. Если их расхождение составляет 20%, причина заключается в замыкании между витками.
Если диагностика проводится для понижающего трансформатора, можно включить его в сеть и проверить напряжение на кабеле вторичной обмотки. Если появится дым, потрескивание, систему сразу же обесточивают. Неисправна первичная обмотка.
Перемотка
Если пользователь силового прибора сделал перемотку самостоятельно, существует большая вероятность появления гула. Причин тому может быть несколько:
- Магнитопровод собран или подогнан неправильно. Часто неприятность возникает при перемотке Ш-подобного сердечника.
- Катушка не закреплена хорошо.
- Обмотка намотана неплотно. Пропитать ее можно парафином.
- Расчет витков произведен неправильно. В этом случае определяется не только шум, но и нагрев. Расчет потребуется произвести снова, устранить допущенные ошибки.
Интересное видео: Перемотка трансформатора своими руками
Чтобы выполнить перемотку правильно, рекомендуется обратиться к профессионалам. Если же пользователь желает научиться выполнять такое действие самостоятельно, необходимо рассмотреть тонкости этого процесса.
Перемотка Ш-подобного сердечника
Гул после перемотки определяется именно в Ш-подобном типе магнитопровода. В процессе проведения операции необходимо максимально уменьшить потери вихревых токов. С одной стороны каждая пластина изолируется лаком. После проведения перемотки каждую деталь поочередно устанавливают на сердечник.
Когда половина работы будет проделана, необходимо вставить две пластины с одной стороны сердечника. Их не нужно задвигать до конца. Далее продолжается сборка. Когда магнитопровод будет собран приблизительно на 2/3, в оставшиеся части необходимо поставить еще Ш-подобные пластины. Оставшиеся элементы нужно установить между двух выдвинутых в центре частей. Их осторожно забивают киянкой. Пластины не должны гнуться. В завершении сборки потребуется вставить торцевые элементы конструкции.
Видео: Что делать, если сильно гудит трансформатор?
Рассмотрев причины и особенности устранения чрезмерного гула, каждый пользователь трансформаторного прибора сможет решить эту проблему самостоятельно.
Почему гудит трансформатор в блоке питания, усилителе, люстре
Природа характерного звука, издаваемого трансформатором при работе, объясняется в школьном курсе физики (явление именуется магнитострикцией). Но влияние этого физического процесса на устройства, работающие в бытовых приборах ничтожно мало, поэтому причины гудения в большинстве случаев указывают на нештатную работу. Попробуем разобраться, почему гудит трансформатор в люстре, блоке питания или в усилителе, и как устранить это явление. Начнем с азов.
Природа магнитострикции
Для объяснения этого явления кратко напомним о принципе работы электромагнитных приборов, преобразовывающих переменное напряжение, то есть трансформаторов. Его упрощенное изображение показано на рисунке 1.
Рисунок 1. Устройство трансформатораПредставленное на рисунке устройство состоит из первичной обмотки «А», вторичной -«В» и проходящего через них сердечника – «С», выполненного из тонких наборных железных пластин или другого материала с ферримагнитными свойствами.
Прохождение переменного напряжения через обмотку «А», приводит к образованию переменного магнитного поля «D» в сердечнике, способствующего появлению электрического тока в катушке «В». При этом частота тока остается неизменной, а величина напряжения зависит от соотношения количества витков между катушками.
Теперь напомним, что представляет собой магнитострикция. Это физический эффект приводящий к изменению линейных размеров и объема тела, через которое проходит магнитный поток. Наибольшим изменениям подвергаются сильномагнитные материалы, именно из них, в большинстве случаев, изготавливают сердечники трансформаторов. На рисунке 2 показана периодичность растяжения-сжатия сердечника на протяжении одного цикла изменения магнитного потока.
Рисунок 2. Изменение линейных размеров сердечника на протяжении одного циклаПод воздействием линейных колебаний в прилегающем воздухе создаются звуковые волны соответствующей частоты. То есть, если в течение одного цикла сердечник растягивается-сжимается дважды, то при стандартной частоте сети переменного тока 50 Гц будут формироваться звуковые волны частотой 100 Гц. Это и есть характерный гул, который производит трансформатор при работе.
Учитывая вышесказанное можно объяснить, почему импульсный трансформатор неслышно при работе. Частота производимых звуковых колебаний этого устройства находится за границей восприятия человеческого уха.
Уровень шума напрямую зависит от следующих факторов:
- габаритные размеры устройства;
- величина нагрузки;
- структура и физические характеристики материала сердечника.
Учитывая перечисленные факторы, можно констатировать, что для устройств, работающих в бытовых приборах, повышенный уровень шума, скорее, исключение, чем правило. Это указывает на нештатную работу трансформатора, следовательно, необходимо найти и устранить неисправность.
Сильно шумит силовой трансформатор, возможные причины
Если устройство свистит или гудит, хотя ранее работало нормально, то это может свидетельствовать о разошедшихся пластинах сердечника. В данном случае потребуется идеальный подгон железа, чтобы исключить зазоры, помимо этого обеспечить хорошую стяжку. Если трансформатор броневого типа, то сделать это можно при помощи обычного водопроводного хомута, затянув его по периметру сердечника, как показано на рисунке 3.
Рисунок 3. Стягивание сердечника при помощи червячного хомутаКогда устройство не только шумит, а и значительно нагревается, то такие признаки характерны при большой нагрузке по току. Причина может крыться как в самом трансформаторе (межвитковое замыкание), так и в проблемах цепи, питающегося от него устройства (например, утечка в электролитических конденсаторах).
Необходимо сразу предупредить, что произвести диагностику на предмет межвиткового замыкания, используя только мультиметр, довольно затруднительно. Но, при поверхностном осмотре обнаружить дефект, вполне возможно. КЗ между витками вызывает местный нагрев. Следствием этого может быть почернение, подтеки, подпалины, вздутие заливки, характерный запах сгоревшей изоляции и т.д.
Характерные следы межвиткового замыканияЕсли визуальный осмотр не дал результатов, а в наличии из измерительных приборов только мультиметр, то проверить работоспособность устройства можно двумя способами:
- Измерить сопротивление первичной и вторичной обмотки, переведя прибор в режим мегомметра. После чего сравнить полученные значения с указанными в справочнике (если определен тип устройства). Расхождение в показателях более 50% свидетельствуют о межвитковом замыкании.
В тех случаях, когда установить штатное сопротивление обмотки не представляется возможным, вычислить его можно по сечению, типу провода и количеству витков. Как правило, эти параметры указаны на трансформаторе.
Также можно провести диагностику, имея в наличии аналогичное, заведомо рабочее устройство. В этом случае достаточно измерить сопротивление обмоток и сравнить их, расхождение не должно превышать 20%.
- Понижающий трансформатор иногда тестируют, включением в сеть, после чего проверяют напряжение на кабеле (подключенным к вторичной обмотке). Если после включения слышится треск или появляется дым, устройство необходимо сразу обесточить, такие признаки характерны при неисправности первичной обмотки.
Проводя измерения, следует проявлять осторожность, чтобы избежать контакта с токоведущими частями. Показания прибора должны соответствовать ожидаемым. Если напряжение на вторичной обмотке меньше необходимого на 20%, то это свидетельствует о межвитковом замыкании.
Появление гула после перемотки
Если трансформатор перематывается в домашних условиях, то есть большая вероятность того, что при работе он будет издавать характерный шум. Это может быть связано со следующими причинами:
- неправильно собран или не подогнан магнитопровод. Наиболее часто такая проблема возникает после разборки-сборки Ш-образного сердечника. Как правильно собрать такой магнитопровод чтобы устранить проблему, расскажем чуть ниже;
- не закреплена катушка на сердечнике или неплотно намотаны обмотки. Исправить ситуацию можно плотно зафиксировав катушку, перемотав обмотку или пропитав ее парафином (парафиновая ванна). Последний вариант хорошо помогает в том случае, когда гудит тороидальный трансформатор;
- неверно произведен расчет обмоток. Как правило, в этом случае нагруженный трансформатор не только гудит, но и ощутимо нагревается. Для исправления проблемы потребуется проверка расчетов и перемотка с учетом исправленных ошибок.
Как правильно собрать Ш-образный сердечник, чтобы минимизировать шум трансформатора
Магнитопровод такого устройства состоит из двух типов пластин, они показаны на рисунке 5. Это Ш-образная пластина «А» и торцевая – «В».
Рисунок 5. Пластины Ш-образного сердечникаЧтобы снизить потери на вихревые токи каждая из пластин изолируется с одной стороны. Для этой цели их покрывают лаком или производят отжиг до появления окисла. Для уменьшения магнитного зазора и, как следствие, потери на магнитный поток рассеяния, после перемотки пластины следует устанавливать поочередно с каждой стороны. Как это делать продемонстрировано на рисунке 6.
Рисунок 6. Поочередная установка пластинСобрав примерно половину сердечника, следует установить две Ш-пластины с одной стороны (без торцевых пластин) не задвигая их до конца. Далее продолжаем сборку, пока магнитопровод не будет набран на 2/3. В оставшейся части устанавливаем только Ш-пластины. В итоге останется около двух десятков торцевых вставок и несколько Ш-образных, которые уже не пролазят в каркас.
Оставшиеся вставки устанавливаем между двух выдвинутых на середине (см. рисунок 7) и осторожно забиваем их деревянной киянкой, стараясь не погнуть.
Рисунок 7. Установка в магнитопровод оставшихся пластинНа завершающем этапе сборки вставляем торцевые пластины.
www.asutpp.ru
Шум силового трансформатора. Почему шумит трансформатор и как с этим бороться
Основная часть шума от трансформатора под нагрузкой – это результат магнитострикции. Суть этого явления вы поймете, если вспомните механизм работы трансформатора.
Принцип работы трансформатора?
Рабочая часть трансформатора – это магнитный металлический сердечник с обмотками высокого и низкого напряжения. Последние изготавливаются из проводящего материала. Сам сердечник набирается из отдельных тонких пластин.
На первичную обмотку подается переменный ток. Электрическое поле порождает магнитное, которое передается сердечнику. Сердечник передает магнитное поле на вторичную обмотку. Вместе с магнитным потоком возникает и электрический ток, но уже с другим напряжением. Разница напряжений в первичной и вторичной обмотке пропорционально зависит от числа витков проволоки в них. За счет этой разницы величина напряжения тока в электрической сети поднимается, когда энергия передается от электростанции, и снижается перед тем, как попасть в наши дома.
Почему шумит трансформатор?
Сердечник трансформатора можно условно разделить на микроскопические кусочки. Когда трансформатор стоит без нагрузки, движение магнитных частиц в сердечнике хаотичное. Но под нагрузкой в первичной обмотке появляется магнитное поле, которое передается сердечнику. Так магнитным частицам в сердечнике придается упорядоченное движение. Под воздействием магнитного поля сталь, из которой изготовлен сердечник, деформируется. Она то сжимается, то разжимается. Это и есть явление магнитострикции в действии. При этом сердечник вибрирует. А мы слышим только гул.
В трансформатор подается переменный ток, поэтому и магнитный поток меняет направление два раза за фазу. Так как у нас в сети течет ток частотой 50 Гц, то его рабочая часть совершает колебания в два раза чаще (100 Гц). А в США, например, электрические сети пропускают ток 60 Гц. Соответственно и американские трансформаторы вибрируют с частотой 120 Гц.
Почему усиливается гул трансформатора?
Есть ряд причин, которые приводят к изменению звука работающего трансформатора.
- Плохая изолированы витки катушек.
При нарушении изоляции проводник может начать искрить. Тогда к гудению трансформатора добавляется пощелкивание. Это явление мы наблюдаем, когда высоковольтные ЛЭП начинают сильнее гудеть в сырую погоду.
Важно! без специальных приборов уловить изменения в звуке трансформатора не так просто. Если вы слышите явное потрескивание, скорее всего изоляция сильно повреждена. Поэтому мы рекомендуем время от времени проводить замеры уровня шума работающего трансформатора.
- Недостаточно прочно закрепленные детали трансформатора.
Плохо соединенные провода, зажимы сильно колеблются в трансформаторе под нагрузкой. Вибрация создает звук, который мы слышим. Чаще всего это просто гул, но порой из-под оболочки может слышаться настоящее грохотание.
Трансформатор не должен сильно шуметь. Допустимый уровень шума для масляных трансформаторов, например, прописан в отдельном ГОСТе 12.2.024-87. Если подстанция слишком сильно гудит, то рядом нужно устанавливать специальные экраны. В некоторых моделях можно сразу предусмотреть глушители шума.
eltkom.ru
Нормы и причины возникновения гудения трансформаторов
Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».
В данной статье я расскажу Вам про требования нормативных документов к характеру гудения силовых трансформаторов и покажу на наглядном примере гудение силового трансформатора ТМ (ТаМ) мощностью 1000 (кВА) и напряжением 10/0,5 (кВ), а затем Вы постараетесь определить, нормальный это шум или нет!
Начну с того, что характер гудения исправного трансформатора, согласно Инструкции по его эксплуатации, должен быть ровным и умеренным без каких-либо резких шумов, тресков, дребезжаний, жужжаний и т.п.
Если при осмотре трансформатора слышен сильный неравномерный шум и потрескивание внутри бака трансформатора, то его необходимо срочно выводить из работы (ПТЭЭП, п.2.1.41).
Причин для возникновения повышенного гудения трансформатора может быть несколько и сейчас я рассмотрю самые распространенные из них.
1. Ослабление болтов крепления крышки трансформатора, расширителя, выхлопной трубы и т.п.
Для устранения гудения необходимо отключить трансформатор от сети и протянуть все ослабленные крепежные болты.
2. Повышенный уровень питающего напряжения
В этом случае необходимо отключить трансформатор от сети и установить переключатель его привода ПБВ в соответствующее положение.
Предположим, что изначально напряжение в сети имело величину 10,0-10,2 (кВ) и переключатель ПБВ стоял в среднем положении (II). Для работы трансформатора от питающего напряжения величиной 10,5 (кВ) и более, переключатель ПБВ необходимо установить в положение (I).
Кстати, рекомендую Вам почитать статью об устройстве и конструкции реечного переключателя обмоток ПБВ. Там я наглядно продемонстрировал как происходит переключение витков обмоток силового трансформатора при переключении ступеней.
Если напряжение в сети превысит 11 (кВ), то необходимо переключать ступени не на нашем трансформаторе 10/0,5 (кВ), а уже на питающем трансформаторе, например, главной понизительной подстанции (ГПП) предприятия или района.
Предлагаю Вам посмотреть видео о том, как происходит переключение ступеней привода РНП на трансформаторе ТРДЦН мощностью 63 (МВА) и напряжением 110/10 (кВ) на одной из главных понизительных подстанций (ГПП).
3. Ослабление прессовки пакета и стыков магнитопровода
При неплотной укладке и стяжке пакета магнитопровода, под действием электромагнитного поля, некоторые пластины могут вибрировать с его частотой, из-за чего и становится слышно неравномерное и сильное гудение. В этой ситуации трансформатор необходимо вывести в ремонт, вынуть его активную часть (если трансформатор масляный) и протянуть все ослабшие прессующие шпильки пакета магнитопровода.
4. Вибрация крайних листов магнитопровода
В этом случае необходимо расклинить крайние листы магнитопровода, например, электрокартоном.
5. Работа силового трансформатора в режиме перегрузки
В этом случае нужно лишь снизить нагрузку трансформатора, например, путем отключения менее ответственных потребителей.
6. Несимметрия нагрузки трансформатора по фазам
Здесь необходимо распределить нагрузку по фазам более равномерно.
7. Электрические разряды между обмоткой (или ее отводов) и корпусом
Между обмоткой и корпусом, или ее отводами и корпусом, могут возникать различного рода электрические разряды (не пробой), которые сопровождаются явным и слышимым потрескиванием.
Кстати, характерные потрескивания могут быть слышны при ослаблении контакта заземления или его обрыве внутри трансформатора, т.к. при обрыве заземления возникают разряды на корпус, что воспринимается, как треск внутри трансформатора.
Посмотрите для примера мой видеоролик про искровой разряд в электроустановке 10 (кВ), возникший на трансформаторе тока.
Для устранения подобных разрядов необходимо вывести трансформатор в ремонт с выемкой активной части, а дальше заниматься поиском места возникновения разряда и его устранением.
Вернемся к нашему примеру.
Достаточно быстро и без отключения трансформатора от сети можно определить уровень питающего напряжения, работу трансформатора в режиме перегрузки и несимметрию нагрузки.
По амперметру, подключенного к трансформаторам тока данного фидера (присоединения), можно определить нагрузку трансформатора со стороны 10 (кВ). Как видите, ток нагрузки составляет около 26 (А), что почти вдвое меньше номинального тока трансформатора 57,7 (А), а значит это уже исключает причину перегруза трансформатора.
По низкой стороне трансформатора, на вводе сборных шин 500 (В), тоже установлен амперметр, который показывает 400 (А), что также исключает перегруз.
Осталось проверить несимметрию нагрузки. Это можно сделать по низкой стороне, например, с помощью электроизмерительных клещей на вводе сборных шин 500 (В). На момент визита на подстанцию, клещей у меня с собой не было, но практически со 100% уверенностью могу сказать, что несимметрия нагрузки у данного силового трансформатора отсутствует, т.к. все потребители являются трехфазными в виде электродвигателей и подключены на линейное напряжение 500 (В), никаких однофазных и двухфазных потребителей на секции нет.
Напряжение питания нашего трансформатора находится в норме и составляет 10,6 (кВ). Величину питающего напряжения я посмотрел на распределительной подстанции по киловольтметру, который подключен к измерительным трансформаторам напряжения 3хЗНОЛ-06.10 сборной секции шин 10 (кВ), куда подключен и наш фидер (присоединение).
А в завершении статьи, предлагаю Вам послушать, как гудит силовой трансформатор ТМ (ТаМ) мощностью 1000 (кВА) и напряжением 10/0,5 (кВ), и определить, нормальный у него характер гудения или нет. Пишите свое мнение в комментариях к данной статье.
P.S. Всем спасибо за внимание. И еще один вопрос! Встречались ли у Вас случаи, когда трансформатор был аварийно выведен из работы из-за неравномерного гудения или наличия потрескиваний внутри бака? Расскажите про свои случаи из практики.
Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:
zametkielectrika.ru
Почему шумит трансформатор. Причины гудения силовых трансформаторов
Основная причина гудения включенного трансформатора – это магнитострикция. Чтобы разобраться, что это за явление, нужно вспомнить принцип работы самого трансформатора.
Принцип работы трансформатора
Основа конструкции трансформатора – это две катушки проводящей ток проволоки, через каждую из них проходит металлический сердечник, сделанный из ферромагнитной стали. Цельным сердечник не делают, чтобы снизить потери при работе. Про потери мы потом напишем еще одну статью. Так вот, в современных трансформаторах сердечник набирается из тонких металлических пластин.
Когда трансформатор подключен к нагруженной сети, ток сначала попадает в первичную обмотку. Дальше он попадает в сердечник. В сердечнике вместе с электрическим полем создается и магнитное. Потом они сообщаются вторичной обмотке. Там также возникает электрический ток, но уже с другим напряжением. В какую сторону и на сколько оно меняется, зависит от количества витков на первичной и вторичной обмотке. Примерно таким образом и происходит понижение напряжения тока, поступающего с высоковольтной линии в понижающую трансформаторную подстанцию. А уже оттуда электроэнергия попадает к потребителям – то есть в наши с вами дома.
Откуда берется гудение трансформатора?
Сердечник состоит из мельчайших частичек. Так как материал сам по себе хорошо магнитится, то магнитное поле там уже есть. Но оно беспорядочно. Но в тот момент, когда на первичную обмотку подается напряжение, магнитный поток в сердечнике становится упорядоченным. Частицы выстраиваются определенным образом и это сказывается на форме сердечника: он немного сжимается и разжимается. Это и есть явление магнитострикции. Из-за деформации сердечник начинает вибрировать. Это и является причиной характерного низкочастотного гула трансформатора во время его работы.
Силовые трансформаторы преобразуют переменный ток. Поэтому как направление электрического поля, так и магнитного, изменяются. И происходит переориентация два раза за фазу. В наших электрических сетях течет ток частотой 50 Гц, поэтому сердечник вибрирует с частотой в два раза большей – 100 Гц. А в Америке, например, сети работают с током 60 Гц. Поэтому тамошние трансформаторы гудят чуть сильнее – с частотой 120 Гц.
Почему некоторые трансформаторы гудят сильнее?
Иногда трансформаторы шумят сильнее обычного. В таком случае тут дело уже не магнитострикции.
Откуда берется сильный гул трансформатора?
- Из-за плохой изоляции обмоток.
Если витки проволоки плохо изолированы, то обмотки начинают искрить. Тогда из-под корпуса слышно вдобавок к гулу еще и пощелкивание. Из-за той же причины в сырости высоковольтная линия гудит сильнее, чем в ясную сухую погоду.
Важно! На самом деле трансформатор начинает звучать иначе, когда в изоляции уже значительные повреждения. Мы советуем в этом деле полагаться на датчики. Измеряйте, как работает трансформатор при помощи специальных датчиков.
- Из-за некачественной сборки трансформатора.
Если провод, зажим и другие детали оборудования не закреплены должным образом, вибрация сердечника сообщается и им. А мы тогда слышим вдобавок к гудению еще и грохотание под корпусом трансформатора.
Существуют свои нормы допустимого уровня шума для электротехнического оборудования. Для силовых трансформаторов на это есть свой стандарт ГОСТ 12.2.024-87. Если звук работающего трансформатора не соответствует другим нормам, например, для жилого сектора, есть свои способы снижения шума. Можно установить пред оборудованием специальные задерживающие звук экраны. А в конструкции некоторых моделей устройств даже предусмотрены глушители.
optima-metz.ru
Что значит «трансформатор шумит»?
Мы привыкли идентифицировать шум как нежелательный звук. Но что такое нежелательный звук? Звук приятный для одного слушателя, может восприниматься негативно для другого. Посещение рок концерта с огромным шумовым воздействием на барабанные перепонки очень нравится некоторым людям. Поместите этих же людей в другую среду, например рядом с шумящим трансформатором и вы получите шквал возмущений. Потому что эти звуки различны по своей природе, “то звук, а это шум” скажут слушатели. Поэтому неизбежно при работе электроаппаратуры, даже с низким уровнем шума, всегда найдутся люди, которые будут ощущать этот звук, как некомфортный.
«Жужжание» трансформатора рассматривалось всегда как недостаток. Причины шума и попытки его уменьшить всегда были предметом глубоких исследований. Эта проблема вышла на передний план снова из-за повсеместного использования трансформаторов рядом с местами проживания, работы и отдыха людей, а именно с офисными зданиями, жилыми домами и торговыми центрами. Нет общих средств, позволяющих полностью убрать шум трансформатора, но существует набор правил, несложных для применения, которые позволяют в той или иной мере в каждом конкретном случае значительно уменьшить шум.
Самое главное –правильно рассчитать заранее, а не пытаться решать проблему повышенного шума трансформатора (или вибрации) после дорогостоящего монтажа, в условиях отсутствия времени и возможности на вывод трансформатора из эксплуатации для его доработки. Основной причиной шума трансформаторов является такое физическое явление как магнитострикция. Кратко это означит, что если на лист электротехнической стали впричина шума трансформатора,магнитострикция,оздействовать магнитным полем, этот лист будет изгибаться сам по себе. Когда влияние магнитного поля прекратиться, лист вернется в исходное состояние. Магнитная система трансформатора возбуждается при протекании переменного тока, соответственно стальные листы подвергаются растяжению и сжатию дважды во время полного цикла воздействия магнитного поля. Растяжение и сжатие не одновременны, они последовательно меняются, воздействуя на лист. Сердечник трансформатора набран из большого количества листов трансформаторной стали. Это делается для того чтобы уменьшить потери и следовательно нагрев трансформатора. Естественно деформации очень незначительны в реальном измерении и их невозможно увидеть невооруженным глазом. Однако они являются основной причиной вибраций и в результате шума. Если приложить напряжение к обмоткам трансформатора образуется магнитный поток или линии магнитного поля в сердечнике. Степень магнитного потока определяет размер магнитострикции (те самые растяжения и сжатия) и, следовательно, уровень шума трансформатора. Очевидный вопрос, почему нельзя уменьшить шум в магнитопроводе, уменьшением величины магнитного потока? Напряжение трансформатора определено требованиями технического задания и намагничиваемость зависит от соотношения напряжений на выводах трансформатора и количества витков обмоток трансформатора. Это соотношение в основном определяет стоимость трансформатора. Это означает, что величина магнитного потока при заданном напряжении неизменна, и это определяет уровень шума и вибраций, в конечном счете. Также увеличение или уменьшение намагничиваемости не увеличивает и не уменьшает магнитострикцию, так как соотношение нелинейное. Таким образом, мы можем незначительно уменьшить уровень шума трансформатора, но только при увеличении его стоимости.
(Продолжение..)
www.tor-trans.com.ua
