«Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе»

Снижение шума силовых трансформаторов предприятий топливно-энергетического комплекса

УДК: 502:331.45
DOI: -

Авторы:

¹ Ростовский государственный университет путей сообщения, Ростов-на-Дону, Россия

Ключевые слова: силовой трансформатор, вибрация и шум, система охлаждения, асинхронный двигатель, мода пространственных колебаний, электродинамические усилия, снижение шума силовых трансформаторов, периодический контроль

Аннотация:

Проведены исследования вибрации и шума силовых трансформаторов, установлено, что превышение шума относительно нормативных значений наблюдается в основном у силовых трансформаторов со сроком службы свыше 40 лет. Для целесообразного использования дорогостоящего высоковольтного оборудования многие предприятия топливно-энергетического комплекса продлевают период службы силовых трансформаторов до 40 лет и выше, при этом регламентируют сроки проведения периодического контроля и диагностики основных параметров данного оборудования. Анализ источников шума силовых трансформаторов заводских подстанций показал, что, помимо основного шума от магнитострикции магнитопровода, дополнительными источниками шума работающего трансформатора являются: система охлаждения (шум от вентиляторов и масляных насосов), коммутационные переключения под нагрузкой, шум, сопровождающий электродинамические усилия, действующие в обмотках при резких изменениях нагрузки и ее асимметрии. В статье излагаются результаты анализа источников шума систем охлаждения силовых трансформаторов, проведены расчеты частот мод пространственных колебаний асинхронного двигателя, даны рекомендации по снижению шума вспомогательного оборудования силовых трансформаторов. Материалы, изложенные в статье, могут быть использованы для проектирования систем охлаждения силовых трансформаторов, а также для разработки организационно-технических мероприятий по снижению шума силовых трансформаторов.

Список литературы:

1. Строганов Ю. Снижение шума и вибрации трансформаторов и реакторов в эксплуатации // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2008. – № 10. – С. 9–20.
2. Соснина Е.Н., Маслеева О.В., Пачурин Г.В. Анализ уровня шума силовых трансформаторов // Сб. науч. тр. SWorld. – 2012. – Т. 6, № 4. – С. 70–71.
3. Гумерова Л.А. Источники шума трансформаторов и методы борьбы с ним // Науч.-исслед. центр "Вектор развития". – 2022. – № 8. – С. 540–545.
4. Active noise reduction analysis and experimental research on electromagnetic vibration noise of transformer / Lihua Zhu, Zhao Liu, Sichong Zhong [et al.] // Int. J. of Applied Electromagnetics and Mechanics. – 2022. – Vol. 70, No. 4. – P. 501–513. – DOI: 10.3233/jae-220002
5. Горбунова О.А., Павлов Г.И., Накоряков П.В. Разработка комплекса мероприятий по снижению шума оборудования энергетических объектов // Вестн. Казан. гос. энергет. ун-та. – 2018. – № 4(40). – С. 39–52.
6. Костюков А.В. Безопасные условия эксплуатации электрооборудования энергетических хозяйств предприятий // Вестн. Ростов. гос. ун-та путей сообщения. – 2022. – № 4(88). – С. 144–151. – DOI: 10.46973/0201-727X_2022_4_144
7. Patil S., Karady G.G., Knuth W. Effect of load-generated transformer noise in a substation // European Transactions on Electrical Power. – 2011. – Vol. 21, No. 1. – P. 596–607. – DOI: 10.1002/etep.464
8. Костюков А.В. Исследования вибрации и шума вспомогательного оборудования силовых трансформаторов // Изв. Тульского гос. ун-та. Технические науки. – 2023. – № 5. – С. 514–520. – DOI: 10.24412/2071-6168-2023-5-514-515
9. Костюков А.В. Теоретические исследования процессов возбуждения вибраций и генерации шума вспомогательного оборудования системы охлаждения силовых трансформаторов // Изв. Тульского гос. ун-та. Технические науки. – 2023. – № 5. – С. 520–528. – DOI: 10.24412/2071-6168-2023-5-520-521
10. Костюков А.В., Верескун В.Д. Методология исследований источников вибрации и шума системы охлаждения силовых трансформаторов // Вестн. Ростов. гос. ун-та путей сообщения. – 2023. – № 2(90). – С. 110–123. – DOI: 10.46973/0201-727X_2023_2_110
11. Соколинский Л.И., Лопатин А.С., Глянцева Е.С. Исследование механизма возбуждения акустического шума у трубопроводов центробежных компрессоров // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. – 2023. – № 6(315). – С. 42–46. – DOI: 10.33285/2411-7013-2023-6(315)-42-46
12. Исследование магнитной вибрации асинхронного электродвигателя посредством МКЭ-моделирования / А.И. Ермолаев, В.И. Ерофеев, А.С. Плехов, Д.Ю. Титов // Интеллектуальная электротехника. – 2021. – № 3(15). – С. 37–56. – DOI: 10.46960/2658-6754_2021_3_37
13. Active reduction of electrical machines magnetic noise by the control of low frequency current harmonics / P. Pellerey, G. Favennec, V. Lanfranchi, G. Friedrich // IECON 2012 – 38th Annual Conf. on IEEE Industrial Electronics Society, Montreal, QC, Canada, Oct. 25–28, 2012. – P. 1654–1659. – DOI: 10.1109/IECON.2012.6388727
14. Verma S., Balan A. Experimental investigations on the stators of electrical machines in relation to vibration and noise problems // IEE Proceedings – Electric Power Applications. – 1998. – Vol. 145, Issue 5. – P. 455–461. – DOI: 10.1049/ip-epa:19982168
15. Slemon G. Modelling of induction machines for electric drives // IEEE Transactions on Industry Applications. – 1989. – Vol. 25, No. 6. – P. 1126–1131. – DOI: 10.1109/28.44251
16. Williamson S., Robinson M.J. Calculation of Cage Induction Motor Equivalent Circuit Parameters Using Finite Elements // IEE Proceedings B. Electric Power Applications. – 1991. – Vol. 138, Issue 5. – P. 264–276. – DOI: 10.1049/ip-b.1991.0032
17. Байбичьян В.В., Колпахчьян П.Г., Костюков А.В. Оптимизационная задача для асинхронного тягового двигателя // Энергетика транспорта. Актуальные проблемы и задачи: сб. науч. тр. VII Междунар. науч.-практ. конф., Ростов н/Д., 01–02 марта 2023 г. – Ростов н/Д.: Ростов. гос. ун-т путей сообщения, 2023. – С. 180–183.
18. Golubev A.N., Ignatenko S.V. Influence of number of stator-winding phases on the noise characteristics of an asynchronous motor // Russian Electrical Engineering. – 2000. – Vol. 71, No. 6. – P. 28–31.
19. Ермолаев А.И., Ерофеев В.И., Плехов А.С. Способ снижения магнитного шума и вибрации статоров асинхронных электродвигателей // Машиностроение и инженерное образование. – 2020. – № 4(65). – С. 3–13.