Шум трансформаторов вызван вибрацией активной части, в следствие переориентации доменов электромагнитной стали под воздействием переменного магнитного поля, а также вентиляторами системы охлаждения. Кроме этого на шум трансформаторов оказывают резонансные явления, возникающие в охладителях, стенках баков, расширителей и т.д. Для снижения вибраций используют такие методы как вибродемпфирование, виброгашение и виброизоляция. В системах с высокой частотой собственных колебаний (более 33 Гц) применяют виброгашение на основе резиновых амортизаторов (опор).
Суммарная площадь рабочих зон виброгасящих опор является расчётной величиной
S=Мтрх9,8/σcт,
где:
- 9,8 - ускорение свободного падения;
- Мтр- масса трансформатора;
- σcт – допустимое статическое напряжение резины (качественная характеристика). Для изделий на основе твёрдых синтетических каучуков значение достигает σcт=16х105 Па.
Недостаточная площадь рабочей зоны виброопоры приводит к перегрузке амортизатора, снижению его эластичности и деградации виброгашения.
Высота рабочей зоны виброгасящих опор также является расчётной величиной
Для этого необходимо определить суммарную жёсткость виброопор Ктр.:
Ктр = 4 х 3,142 х f20доп х Мтр,
где:
- 3,14 – коэффициент π;
- f20доп - допустимая частота собственных колебаний виброизолированного агрегата. Справочная величина. Для оборудования, установленного в подвальном помещении, принимаем f0доп=11,5 Гц в зависимости от частоты возмущающей силы 50 Гц.
H=ЕдхS/Kтр,
где:
- Ед – динамический модуль упругости (качественная характеристика).
Расчётная высота виброопоры находится в прямой зависимости от модуля упругости, который, в свою очередь, возрастает при увеличении твёрдости резины. Очень твёрдые резины (свыше 80 ед. по Шору) обладают большой прочностью, но низкой эластичностью и минимальными виброгасящими свойствами, что требует увеличение высоты амортизатора. Амортизатор большой высоты дополнительно рассчитывается на опрокидывание.
На Рис.1,2,3,4 приведён обзор встречающихся типов виброопор для трансформаторов под катки диаметром 160 мм., при условии одинакового качества и твердости применяемых резин, определены площадь и высота рабочей зоны виброгашения.
В таблице 1 приведены массы стандартных трансформаторов с литой изоляцией без кожухов типа ТС, ТСЛ , устанавливаемых на катки 160 мм, расчётные значения площади виброгашения и указана применимость виброопор. Площадь зоны виброгашения опоры должна превышать расчётную площадь виброгашения для каждого трансформатора.
Таблица 1
Тип трансформатора | Масса, кг | Расчётная площадь виброгашения одной опоры, мм2 | Площадь зоны виброгашения виброопор, мм2 | Применимость виброопор |
ТС-2000/10 | 4300 | 6 584 | 2944 - Виброопора №1 7084 - Виброопора №2 9204 - Виброопора №3 11520 - Виброопора №4 | Виброопора №2 Виброопора №3 Виброопора №4 |
ТС-2500/10 | 5000 | 7 656 | 2944 - Виброопора №1 7084 - Виброопора №2 9204 - Виброопора №3 11520 - Виброопора №4 | Виброопора №3 Виброопора №4 |
ТС-3200/10 | 5800 | 8 881 | 2944 - Виброопора №1 7084 - Виброопора №2 9204 - Виброопора №3 11520 - Виброопора №4 | Виброопора №3 Виброопора №4 |
Вывод
Основным источником шума трансформаторов являются высокочастотные колебания доменов электромагнитной стали в сердечнике. Для снижения шума трансформаторов применяют виброопоры на основе резиновых виброгасителей. Назначение виброопор – понизить уровень, частоту вибрации агрегата. Виброопоры должны быть рассчитаны согласно условий эксплуатации и массы трансформатора. Ключевыми характеристиками виброопор являются площадь зоны виброгашения, высота зоны виброгашения и свойства применяемой резины. Очень твердые резины имеют хорошие прочностные характеристики, но маленькую эластичность. Виброопоры из таких резин не обладают необходимым виброгашением. Конструкция/тип виброопор критически влияет на размер зон виброгашения.
Виброопора №1 и Виброопора №2 имеют неравномерное распределение нагрузки, что приводит к появлению перегруженных зон, не участвующих в виброгашении. Площадь рабочих зон значительно сокращается. Опоры становятся не пригодными к применению. Виброопора №1 имеет диаметр посадочного места больше диаметра применяемого ката (176>160), что дополнительно усугубляет ситуацию.
Виброопоры №3 и Виброопоры №4 имеют металлические накладки, которые обеспечивают равномерную нагрузку и увеличивают площадь зон виброгашения. Конусная форма накладок обеспечивает универсальность - применение одного вида виброопор под катки разных диаметров. Виброопоры №3 и Виброопоры №4 могут быть рекомендованы к применению согласно заявленных характеристик.
