[發明專利]一種低噪聲油浸式配電變壓器油箱設計方法、系統及介質

有效

• 申請號: 201910293702.6
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110059397B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發明（設計）人: 吳曉文;曹浩;盧鈴;胡勝;彭繼文;周衛華;呂建紅;黃韜;周年光;葉會生
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F111/10;G06F119/10
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發明公開了一種低噪聲配電變壓器油箱設計方法、系統及介質，本發明通過初始參數建立配電變壓器的油箱三維模型后，依次通過采用有限元方法評估油箱的絕緣性能與耐壓性能、利用有限元方法評估油箱的固有特征頻率，建立配電變壓器的油箱聲場有限元衰減分析模型評估油箱內外聲壓級差是否滿足技術指標要求，在評估過程中進行不斷迭代改進設計，最終確定配電變壓器最終的油箱材料、外形結構與尺寸參數，完成低噪聲油浸式配電變壓器油箱設計。本發明通過仿真建模結合參數迭代優化的方法進行低噪聲配電變壓器設計，能夠按照預期降噪目標指導設計，無需制作配電變壓器油箱實物、設計成本低、研發周期短，由于從源頭上進行降噪，因此降噪效果更為顯著。

技術領域

本發明涉及變壓器設計制造領域，具體涉及一種低噪聲配電變壓器油箱設計方法、系統及介質。

背景技術

配電變壓器數量眾多，與居民區距離較近，因其噪聲引起的居民糾紛與投訴多有發生，造成了嚴重的社會影響。配電變壓器噪聲主要來源于鐵心磁致伸縮振動與繞組電磁力振動。鐵心與繞組振動相互耦合，一部分振動通過鐵心底部墊腳傳遞至變壓器油箱，另一部分振動通過絕緣油傳遞至變壓器油箱，進而引起油箱振動輻射噪聲。目前，主要從噪聲源、傳播途徑兩個方面對配電變壓器噪聲進行控制，以采用高磁導率硅鋼片加工變壓器鐵心、安裝減振墊、加裝隔聲罩等方法為主，存在新型材料價格昂貴、施工前需要變壓器退出運行、施工過程較為繁瑣，以及額外的工程施工與降噪減振裝置費用造成配電變壓器運行成本大幅增加等問題，而且未考慮配電變壓器油箱固有頻率對其噪聲的影響，導致部分配電變壓器在某些頻率點上出現鐵心、繞組與油箱結構共振現象，使得配電變壓器噪聲水平大幅增加，增大了配電變壓器噪聲投訴與糾紛發生率，影響社會和諧。

發明內容

本發明要解決的技術問題：針對現有技術的上述問題，提供一種低噪聲配電變壓器油箱設計方法、系統及介質，本發明通過仿真建模結合參數迭代優化的方法進行低噪聲配電變壓器設計，能夠按照預期降噪目標指導設計，無需制作配電變壓器油箱實物、設計成本低、研發周期短，由于從源頭上進行降噪，因此降噪效果更為顯著。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種低噪聲油浸式配電變壓器油箱設計方法，其特征在于實施步驟包括：

1）生成配電變壓器的油箱材料、外形結構與尺寸參數；

2）基于配電變壓器的油箱材料、外形結構與尺寸參數建立配電變壓器的油箱三維模型；

3）采用有限元方法評估油箱的絕緣性能與耐壓性能，判斷油箱的絕緣性能與耐壓性能是否能夠滿足工程應用需求，如果不能滿足工程應用需求則修改配電變壓器的油箱材料、外形結構與尺寸參數中的至少一項信息以增加絕緣性能和/或耐壓性能，跳轉執行步驟2）；否則跳轉執行步驟4）；

4）利用有限元方法對油箱三維模型進行2kHz頻率范圍內的模態分析，獲得油箱的固有特征頻率，判斷固有特征頻率中是否存在與50Hz整數倍頻率相近的共性頻率成分；如果存在則修改配電變壓器的油箱材料、外形結構與尺寸參數中的至少一項信息以改變油箱的固有特征頻率，跳轉執行步驟2）；否則跳轉執行步驟5）；

5）建立配電變壓器的油箱聲場有限元衰減分析模型，評估油箱內外聲壓級差是否滿足技術指標要求，如果不能滿足技術指標要求則修改配電變壓器的油箱材料、外形結構與尺寸參數中的至少一項信息以增加油箱內外聲壓級差，跳轉執行步驟2）；否則跳轉執行步驟6）；

6）確定配電變壓器最終的油箱材料、外形結構與尺寸參數，完成低噪聲油浸式配電變壓器油箱設計。

優選地，步驟1）中生成配電變壓器的油箱材料、外形結構與尺寸參數時，油箱材料選用鋼板。

優選地，所述油箱材料選用鋼板的厚度為4mm。

優選地，步驟1）中生成配電變壓器的油箱材料、外形結構與尺寸參數時，油箱的外部設計有加強筋。