[发明专利]一种电力变压器阻尼降噪材料的筛选方法

说明书

本发明公开了一种电力变压器阻尼降噪材料的筛选方法，包含：步骤1，建立精准、有效地高通量计算模拟平台；步骤2，建立集“计算‑制备‑表征”于一体的创新材料研究模式：步骤2.1，计算给出改善材料降噪性能的优化方案；步骤2.2，工厂试制，验证材料的降噪性能，进行系统寻优；步骤2.3，表征；步骤3，数字化制造阻尼材料。本发明通过对阻尼材料的进行高通量计算模拟筛选，以作为变压器涂层时阻尼材料的降噪性能为判据，筛选、设计具备最优降噪性能的新型降噪阻尼材料，并针对电力场景，优化阻尼材料的散热、阻燃性能，解决在实际生产中的工艺问题，通过理论设计和实验验证，从材料体系的源头上解决变压器降噪的阻尼材料体系筛选、设计问题。

技术领域

本发明涉及变电站降噪，具体涉及一种电力变压器阻尼降噪材料的筛选方法。

背景技术

近年来，随着国家城镇化战略的快速推进，人们生活水平的显著提高，用电负荷也得到了较大增长，为了满足社会用电的需求，110kV、220kV乃至500kV输电线路被引入到市区高压电网中，更多的110kV、220kV、500kV变电站建设在市区负荷中心，大多数的市区变电站被各类建筑物包围，采用地下或户内变电站与办公楼或居民楼合体建设的方案已成为城区新建变电站的主要建设形式。随着人们环境意识的提高和环保部门对各类噪声的限制，特别是近年来由于城市的不断扩大和城区电网改造的需求，变电站振动与噪声环评超标问题也受到广泛关注，尤其是在夏季用电高峰和夜间，变电站的负荷率很高，噪声污染严重。

变电站噪声主要来源于变压器持续的交流噪声、断路器动作时的冲击噪声和轴流风机的机械振动噪声，并以变压器产生的噪声为主。因此，降低变压器产生的噪声是控制变电站噪声的治本措施。变压器噪声主要来自空气声及结构振动传声，故变压器噪声治理措施主要包括在声源处减振和采用隔声、吸声、消声设备设施，以控制噪声的传播途径。

在声源处减振是最积极主动，也是最为有效的措施，主要方法有两种：(1)改变变压器自身结构或材料；(2)阻尼减振。优化变压器本体结构，降低声源本体的噪声等级，无疑对变压器采用降噪措施是最为治本的方法。目前，电力公司采取的主要措施是在变电设备与基础间安装阻尼隔振装置，但是由于变电设备的振动特性存在差异，容易造成变电设备与隔振装置的不匹配，进而引起隔振效率不足甚至发生反向加强等问题，而且隔振器的寿命大多较短，发生损坏或老化，很难进行及时地更换或维修。

在声波传播控制方面，目前主要采取隔音、吸音的措施，包括：

(1)隔音墙：在变压器周围建筑隔音墙，但因声波的绕射，其屏蔽效果受到局限，尤其是对高楼建筑的噪声污染降低作用较小；

(2)隔音房：将整个变压器置于室内，这样噪声降低30Dbm,但要保持带电部分到四周围墙和顶蓬的绝缘距离，需加装穿墙套管，隔音房和穿墙套管的造价为变压器价格的20％～25％，成本过于昂贵。

(3)隔音罩：在变压器油箱外面再安装一个用冷轧钢板焊成的外壳，内贴吸声材料，外壳基础与变压器基础隔开，外壳与油箱间采用软连接，以免产生振动。起吊装置、注放油阀门、调压装置、套管等均安装在油箱上，这样大的降低了改造成本，每台所需费用将比建隔音房的投资减少50％，同时占地面积也小得多，是一种最有效而又便宜的消声方法，也是比较常见的一种。

采用隔音罩内贴吸声材料以控制噪声的传播途径的方式，虽可以有效降低高频噪声，但对低频噪声降噪效果不大，而研究表明变压器的噪声能量主要集中在低频区域，且以100Hz为基频，在100Hz、200Hz、300Hz和400Hz处有较高的噪声分贝值，且不易随着距离增加而衰减。隔音罩降低噪声的效果主要取决于其内贴吸声材料和隔音罩结构。尽管研究人员以吸声材料的吸声性能最优为设计目标，通过多孔材料孔结构几何构型(孔的尺寸和形状等)优化设计等来研究降低低频噪音，但是以内贴吸声材料控制声源传播方式，在低频噪音区间降噪的效果仍然受到局限。