电力变压器种类及维护

电力变压器种类及维护（精选9篇）

电力变压器种类及维护 篇1

电力变压器的正常运行能够为电力系统提供稳定可靠电压转换，满足不同用户对不同电压的需求。为了能够实现电力变压器的这一功能，必须在电力变压器运行，选择科学合理的维护方法，才能既提高电力变压器的使用寿命，又能同时保证电力变压器安全可靠的工作，为用户提供优质的电力资源。本文从电力变压器运行维护的必要性出发，论述了电力变压器运行维护的内容，对电力变压器的日常运行维护方法进行具体的介绍，并对电力变压器有可能出现的故障问题及处理措施进行深入分析。

前言：

近年来，随着工业领域各行业的快速发展，对于电力的需求日益膨涨，为电力变压器的稳定运行带来了前所未有的压力。电力变压器是一种静止的电力设备，它在电力系统中起到了对不同电压的转换作用，电压可通过变压器来实现其升高或者降低的目的，进而来满足不同用户的不同电压要求。而对电力变压器存在的故障采取有效措施及时、科学的处理，不仅是保证电力系统正常运行的关键，也是保障人们生命、财产安全和降低经济损失的关键。

一、电力变压器运行维护的必要性

电力变压器是电力企业发供电的核心设备之一，是电网传输电力的枢纽，变压器的持续、稳定、可靠运行对电力系统安全起到非常重要的作用。通过电力变压器，才能实现电压的升高或降低，才能为用户提供安全优质的电力资源，而电力变压器的运行中不可避免地会出现各种故障，如绝缘质损坏、接触不良、无功损耗等，这些故障必须要及时有效的排除，才能保证电力变压器的正常运行。因此，电力变压器运行维护十分重要，不但关系到电力企业的供电质量，还关系到用户的用电质量，为了能够科学的维护运行中的电力变压器，选择适当的方法尤为重要，能够起到事半功倍的效果。

二、电力变压器运行维护的内容

电力变压器运行维护的目的就是预防和快速解决事故故障，快速恢复电力变压器的正常运行，保证电力供应的优质。因此，电力变压器运行维护的内容也是围绕这一目的进行，即 1）防止电力变压器过载运行；2）防止电力变压器绝缘部分老化或损坏；3）保证电力变压器导线接触良好；4）防止电力变压器遭受雷击；5）对电力变压器实行短路保护；6）防止电力变压器超温工作；7）必要时对电力变压器进行无功补偿；8）防止静电干扰。这些电力变压器运行维护的内容都是为了保证其安全可靠的运行，为了给用户提供优质、安全、高效的电压，必须围绕这些维护内容选择适当的维护方法，才能实现上述目的。

三、电力变压器的故障分析及处理

1、运转声音异常

电力变压器在正常运转时，交流电在通过变压器的绕组时，在铁芯产生周期性的交变磁通变化，而磁通变化时，会引起铁芯的规率性振动，便会发出“嗡嗡”的均匀声音。在对电力变压器进行维护检查时，如果发现变压器的声音不均匀或者异常，则应该根据声音判断其可能存在的故障。如果这种异常声音持续的时间不长，则可能是因为有大动力的设备启动或者发生系统短路，导致变压器经过的电流过大，产生声音的短暂异常，但仍然需要对变压器进行详细的检查；如果变压器内部连续不断的发出异常声音，则可能是由于铁芯的硅钢片端

部发生了振动，此时应该严密观察变压器的运行情况及异常声音的变化情况，如果杂音不断的增加，应该立即停止变压器工作，对内部进行仔细检查；如果变压器内部的声音较为强烈且不均匀，甚至存在内部放电和爆裂的声音，有可能是铁芯的穿心螺丝松动，使铁芯由于过松而造成的硅钢片振动，长时间的振动会破坏硅钢片的绝缘层，使铁芯温度过高；如果存在内部放电和爆裂的声音，多数是由于绕组或者引线对外壳闪络放电，或者是铁芯的接地线断线，使铁芯感应到高压电对外壳放电，导致声音异常。内部放电很容易造成变压器的绝缘严重受损，甚至发生火灾。发生此类情况应该立即停止变压器运转，检查其故障的具体原因，根据情况进行处理。

2、油温异常分析及处理

为了保证电力变压器的绝缘不会过早老化，应该将变压器的温度控制在85℃以下。如果变压器的油温比平时高出10℃以上，或者在负荷不变的情况下油温持续上升，便可确定变压器已经发生故障。而导致变压器温度上升的原因可能是散热器发生堵塞、冷却系统发生故障、线圈匝间短路或者是其它内部故障，应该停止变压器运行，根据情况进行具体分析和故障排除。

3、油位异常分析及处理

电力变压器的油位应该在规定范围内，如果短时间内油位的波动较大，则可认为油位异常。如果温度正常而油位异常时，可能是由于呼吸器堵塞、防爆管的通气孔堵塞、严重漏油、油枕中的油过少或者是检修后缺油等原因，维修时应该先检明油位异常的原因，然后再采取相应措施进行处理。

4、渗漏油分析及处理

油漏属于电力变压器的常见故障，渗漏油常见的部位是各阀门系统和胶垫接线的桩头位置。导致渗漏油的原因可能是蝶阀胶的材料不好、安装不良、放油阀的精度不高、在螺纹处渗漏；也可能是胶垫的密封性不好或者失去弹性，小瓷瓶破裂导致渗漏等。检修时，应该首先检查各环节的密封情况，然后再检查胶垫等部件的材质情况。为了避免渗漏油问题的产生，安装时尽量选择材质良好的部件。

5、高压熔断器熔断处理

高压熔断器熔断时，应该首先判断是变压器内部的故障还是外部的故障所引起的。如果是变压器内部故障引起，应该马上停止变压器的运行，然后进行处理，如果是变压器外部的故障，可先对故障进行排除，然后更换熔丝。

四、电力变压器的检修方法

1、铁芯的检修

对变压器的铁芯进行检修时，应该先将铁芯及油道的油泥清除干净，检查铁芯的接地是否完好和可靠；对穿心夹紧螺杆和螺帽的松紧情况进行检查；然后检查其绝缘性，采用2500v

兆欧的仪表对穿心夹件螺杆的对地绝缘电阻进行测量，并测量铁芯对地的绝缘电阻，确定其值是否在500Mn以上。、绕组的检修

先将绕组线上的油泥进行清除，检查绕组的外观是否良好，其绝缘是否存在损坏和老化问题，引线的夹板是否牢固；隔开相间的绝缘板牢固情况及两侧的间隔是否均匀，对绕组的绝缘电阻进行测量；检查夹件和胶垫是否松动，并对所有引线的绝缘捆扎情况进行检查，查看捆扎线是否牢靠。

3、分接开关的检修

对分接开关检修时，主要是检查其静触头间的接触情况，检测其触头压力能否满足要求；还需要检查其固定部分的导电情况是否良好，分接开关的固定情况，以及分接开关的绝缘情况和触头间的电阻值等。如果分接开关的接触不良，在受到短路电流的冲击时，就容易烧坏。

4、气体继电器的检修

电力变压器使用较多的是挡板型气体继电器。对于此类气体继电器的检修应该主要检查其上油、下油的情况是否灵活；采用干簧接点通断灯泡电流，并观察其产生的火花，看看不否存在粘住情况；对接线板和接线柱的绝缘情况进行祥细检查；检查接线板、放油口及试验顶杆和两端的法兰处是否渗漏油；对断电器进行装复时，应该注意其外壳的箭头指向，避免装反，保证其油箱指向储油柜。安装完成后采用试验顶杆检测上下油的灵活性。

五、结论

电力变压器种类及维护 篇2

变压器是电力系统中的核心设备之一, 在电能配送及传输过程中起着关键作用, 变压器是根据电磁感应的原理, 因原线圈和副线圈不同的匝数而改变输出电压。变电器一旦出现问题, 不仅直接影响电力用户的正常用电, 而且影响到整个电力系统的正常运转, 所以, 加强变压器的运行维护, 准确分析变压器出现的故障, 找出变压器故障发生的原因, 从而及时排除故障, 才能保障电力系统安全、可靠运行。

1 电力变压器运行维护

对变压器的运行做好定期的巡视工作, 是为了监视设备的运行情况, 以便在设备运行出现异常的第一时间内对其进行处理, 降低不安全因素产生的危害。所以, 变压器的定期巡检工作是预防事故发生, 确保安全供电的重要环节。要求运行人员要严格的按照国家的相关规定, 做好变压器的各类巡视工作。

1.1 变压器日常巡视的内容

1) 检查油温、温度计的指示是否正常, 储油柜的油位与温度是否对应。检查变压器上层油温:其标准为油浸自冷低于85℃, 风冷低于75℃, 另外要检查变压器的各个部位是否渗油或者漏油。

2) 检查变压器的音响是否正常, 变压器正常运行的状况下是否发出均匀有规律的电磁声。

3) 检查套管的油位是否正常, 以及套管表面是否完好, 另外查看周围是否存在油污和放电痕迹。

4) 检查冷却器的温度, 以及风扇是否正常开启。

5) 检查本体瓦斯以及继电器的内部是否存在积气的现象。

6) 检查变压器引线接头和电缆温度是否异常, 以及是否存在蒸汽或者发红的现象。

7) 检查变压器的外壳与地面的接触是否良好。检查控制箱与端子箱是否密封, 有无受潮。

1.2 变压器的特殊巡视项目

1) 在变压器过流过压时, 要检查此时的三相电压和电流是否处于平衡状态, 以及顶层油温与线圈的温度是否异常, 必要时要检查冷却系统的运行状况。

2) 遇到大风天气, 要检查变压器的引线摆动, 并确保其顶盖和套管引线处没有杂物。

3) 如遇大雾天气, 要检查变压器的套管和瓷瓶是否放电或者电晕。

4) 雷雨天气过后, 及时检查变压器的套管与瓷瓶是否闪络, 以及避雷器的计数器的运行状况。

1.3 变压器的定期维护项目

1) 变压器的硅胶的大部分出现变色时, 要马上进行更换。若变压器的上半段硅胶发红, 应及时检查和修补漏气部位。

2) 变压器断电后, 要对其外壳、散热器和套管等装置做好清扫, 并适当给风扇和轴承添加润滑油。

3) 检查控制箱内的加热器和灯泡是否完好, 如果损坏要及时的更换。

4) 定期检测变压器的铁芯绝缘是否良好。

5) 做好变压器的定期油样化验, 记录好变压器的气体成分, 化验的大致周期为: (1) 变压器投运后的4天、10天、30各1次; (2) 变压器投运后第2月至第5月内, 每月1次, 若检测结果显示正常, 则直接转为定期检测; (3) 定期检测, 每半年1次。

2 电力变压器常见故障的分析处理

变压器的故障常可分为内部故障和外部故障两种。内部故障为变压器油箱内发生的各种故障。外部故障为变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障等。

2.1 变压器油温过高

变压器油温突增, 其引起的主要原因是:内部紧固螺丝接头松动、冷却装置运行不正常、变压器过负荷运行以及内部短路闪络放电等。正常的情况下, 变压器上层油温必须要在85℃以下, 如果没有在变压器的本身配置温度计, 可用水银温度计在变压器的外壳上测量温度, 正常温度要保持在80℃以下。如果油温过高, 应对变压器是否过负荷以及冷却装置的运行状况进行检查。若变压器在进行超负荷运行, 要立刻对变压器的负荷进行减轻, 如果变压器的负荷减轻后, 温度依然如此, 就要立刻停止变压器运行, 对其故障原因进行查找。

2.2 绕组故障

主要有匝间短路、绕组接地、相间短路、断线及接头开焊等。这些故障的原因有以下几点:在制造或检验时, 局部绝缘受到损害, 遗留下缺陷;在运行中因散热不良或长期过载, 绕组内有杂物落入, 使温度过高绝缘老化;制造工艺不良, 压制不紧, 机械强度不能经受短路冲击, 使绕组变形绝缘损坏;绕组受潮, 绝缘膨胀堵塞油道, 引起局部过热;绝缘油内混入水分而劣化, 或与空气接触面积过大, 使油的酸价过高绝缘水平下降或油面太低, 部分绕组露在空气中未能及时处理。

2.3 分接开关故障

在电力变压器故障中, 大部分故障属于分接开关故障。常见有表面熔化与灼伤, 相间触头放电或各接头放电。主要原因是触头接触不良、触头间短路或对地放电、分接开关引线松动等, 如变压器质量存在问题;在安装、运行操作及维护过程中存在不当行为, 造成弹簧变形压力不足、接触不可靠、引线紧固不良、开关触头氧化、分接开关不到位等现象。

2.4 高压出线套管故障

套管一般是陶瓷结构, 是电力变压器连接的重要保护装置, 常见的故障是炸毁、闪络和漏油, 其原因有:套管密封不良, 引起套管损坏、漏油致使套管缺油而过热、套管瓷套的表面受污染等。处理方法有:正确选取套管绝缘的工作场强设计套管, 保证长期工作电压下不应发生有害的局部放电;选用介电常数小, 介质损耗小的新型绝缘纸;选用介电常数较大的浸渍剂, 降低浸渍剂或气隙中的电场强度, 提高浸渍剂的吸气性能;采用硅油, 提高局部放电熄灭场强;改善套管的密封性能, 防止套管渗水漏油, 预防产生局部放电。

2.5 铁心故障

铁芯故障是由铁芯柱的穿心螺杆或铁芯的夹紧螺杆的绝缘损坏而引起的。其后果可能使穿心螺杆与铁芯叠片造成两点连接, 泛起环流引起局部发烧, 甚至引起铁芯的局部熔毁;也可能造成铁芯叠片局部短路, 产生涡流过热, 引起叠片间绝缘层损坏, 使变压器空载损失增大, 绝缘油劣化。

2.6 瓦斯保护故障

瓦斯保护是变压器内部故障的主要保护元件, 下面分析瓦斯保护动作的原因及处理方法:

(1) 轻瓦斯保护动作于信号。其原因是:变压器内部有稍微故障;变压器内部存在空气;二次回路故障等。工作人员应立刻检查, 如未发现异常现象, 应进行气体取样分析。

(2) 重瓦斯保护动作于跳闸时, 可能是变压器内部发生严重故障, 引起油分解出大量气体, 也可能二次回路故障等。此时, 应先投入备用变压器, 然后进行外部检查, 检查油枕防爆门, 焊接缝是否裂开, 变压器外壳是否变形, 外壳是否鼓起等。然后还要对变压器内部的气体进行采样分析, 并进行变压器内部故障性质鉴定, 在检修完成和经测验合格后, 方能再次投入使用。

3 结束语

变压器故障对电力系统的运行危害极大, 因此, 应不断加强电力变压器的运行维护和故障分析, 特别注意变压器的运行条件以及负荷情况, 采取切实有效的措施防止变压器故障的发生, 及时准确的分析排除变压器故障, 以确保电力系统安全、可靠运行。

参考文献

[1]张元, 郭建.变压器故障诊断方法探讨[J].山西电力, 2010.

[2]中华人民共和国电力行业标准:DL/T 1102-2009配电变压器运行规程[S].中国电力出版社, 2009.

[3]马国民, 任述飞.配电变压器的经济运行存在的问题及对策研究[J].中小企业管理与科技, 2011.

电力变压器种类及维护 篇3

[关键词] 电力变压器 维护 检修

变压器能把一种交流电压或交流电流的电能转换成另外一种交流电压或交流电流的电能，且其具有相同的频率。变换电压是变压器的主要作用，这样有利于电能的传输，经升压变压器把电压升压后，可以降低线路损耗，提高送电的经济性，实现远距离送电的目的；经降压变压器把电压降压后，得到各级用电设备所需要的电压，满足了用户的使用需要。

一 、电力变压器日常维护中需要注意的问题

1、变压器渗漏的维护

在检修过程中我们发现不少密封不良导致进水的，这类型的漏油多数呈现出表面渗油，这是运行中热油渗透力特别强的缘故，但是遇到了暴雨，造成变压器表面骤然冷缩，雨水就有被吸进去的可能，这样的故障多发生在变压器的上部：如套管顶部、油枕、气体继电器等。目前变压器的密封材料大部分都是防油橡胶，这些橡胶因不同的生产厂家的质量控制不同而有很大的分散性，一般常用的密封垫截面形状有矩形、圆形，夹在法兰中作密封件是有一定的要求的，对矩形的密封垫压缩量应控制在厚度的三分之一，对圆形的密封垫压缩量应控制在厚度的三分之一以上。这样既可以保证压力足够，又不会因过量压缩造成密封垫加速老化。

2、变压器油枕的维护

为了减缓电力变压器油的氧化，在油枕的油面上放置一个隔膜或胶囊，胶囊的上口与大气相通(经过吸湿器)，而使油枕的油面与大气完全隔离，胶囊的体积随油温的变化增大或减小。在油枕加油时，应注意尽量将胶囊外面与油枕内壁间的空气排尽，否则会造成假油位及瓦斯继电器动作，故应全密封加油。油枕加油时，应注意油量及进油速度要适当，防止油速太快，油量过多时，可能造成防爆管喷油、压力释放器发信号或喷油。储油柜的容积(盛油量)要保证变压器在环境温度最低，不运行时能见到油面，还要保证环境温度最高，满负荷运行时油不溢出，一般油温的最大变化范围是135℃，油的膨胀系数是万分之7，所以，一般设计储油柜的盛油量为变压器油总重的6%(适合南方)至10%(适合北方)。

3、吸湿器的运行维护

在电力变压器箱壳的上部和下部，各有一个法兰接口，在此两法兰接口之间装有一个盛满硅胶或活性氧化铝的金属桶。其维护工作主要有：电力变压器运行时，检查吸湿器上下阀门在开启位置，保持油在其间的通畅流动。吸湿器内的硅胶较长时间使用后应进行更换，换上合格的硅胶。吸湿器投入运行时，先打开下部阀门，使油充满吸湿器，并打开吸湿器上部排气小阀，使其内空气排出，当小阀门溢油时，即可关闭小阀门，然后打开吸湿器上阀门。

二、电力变压器损坏原因分析

经验证明，电力变压器内损坏大部分都是绝缘结构、绝缘介质(电缆纸、电力变压器油等)在很多因素(如温度、电气、化学和机械等)作用下而遭到损坏。具体有如下几种原因。

1、电力变压器正常运行情况下，其绝缘材料使用期限是一定的，绝缘体绝缘能力是由其材料本身的电气特性决定的，也就是说由其固有的介电常数来表征。绝缘是相对的，导电是绝对的。好的绝缘泄漏电流很小，其极化电流比较大，吸收过程比较长，稳定性好。但诸多原因使得电力变压器过负载运行，在到达或接近使用年限时，绝缘枯焦、变黑，失去原有弹性，变得脆弱，这种情况下已老化的绝缘受到振动、摩擦极易损坏，将在绕组相间或匝间发生短路造成电力变压器严重故障。

2、变压器绝缘油在运行时由于密封性下降，可能与空气接触，逐渐吸收空气中水份，导致绝缘性能降低。同时绝缘油也可能吸收、溶解大量空气，由于油经常在较高温度下运行，油与空气中氧接触，生成各种氧化物，这些呈酸性的氧化物易使铜、铝、铁、绝缘材料受到腐蚀，增加油介质损耗。另一方面，这些氧化物在电场作用下能扩散，且发展速度很快，加快绝缘油质劣化，介损值变大了，体积电阻下降了，大量的油、巨大的油体积、无数的泄漏途径，必然导致整体绝缘下降，造成电力变压器内局部放电，发生击穿事故。

3、电力变压器运行受到雷击时，雷电电位很高，造成电力变压器外部过电压，当电力系统某些参数发生变化时，由于电磁振荡将引起电力变压器内部过电压，这两类过电压所引起电力变压器损坏大多是绕组主绝缘击穿。

三、电力变压器的日常检修

1、室外配电电力变压器经常受变化的气候条件(如温度、雷雨、雪雾、污染等)影响，另外还受主变的负荷影响作用，甚至受到外力破坏。为掌握其运行状况，及时发现缺陷，必须定期巡视，最好一月一次。

2、电力变压器运行中常会出现如套管漏油、套管发热、油枕油位过高或过低、主体温度异常、有异声及冷却系统不正常等问题，应设法立即消除隐患，必要时停电检修。

3、对分接开关检修时进行手动和电动分接变换操作，检查各部分动作的正确性，将分接开关的指示位置摇到指定工作位置。抽出分接开关油室中的油，拆下分接开关顶盖及相关部件，垂直吊出分接开关芯子，用干净变压器油冲洗油室和分接开关芯子表面的油污及切换开关触头外壳和过渡电阻等部件，并用百洁布擦亮切换触头上因电弧产生的腐蚀表层，用干净的白布擦干净各部件。将油室擦洗干净后，从变压器储油柜用氮气加压0.015MPa，保持1小时检查油室有无渗漏。

4、在运行过程中由于受电磁场振动力或短路振动力的影响而造成器身内部的铁轭、绕组、引线、夹件、压钉等部位松动或位移应立即停电检修，吊罩检查。

5、对运行设备定期进行预防性试验，对于泄漏电流值超过标准值的不合格产品及时更换；要定期进行接地电阻检测，对100KVA及以上配电电力变压器要求接地电阻在4Ω以内，对100KVA以下配电电力变压器，要求接地电阻在10Ω以内。

电力变压器在电力系统中处于极其重要的地位，其运行、检修和维护的好坏，直接关系到供电企业的经济效益、社会形象，关系到广大用户的电能质量，也关系到整个电网系统的安全运行。在现场实际运行维护过程中，由于受使用条件、运行环境、运行周期和维护人员责任心强弱、技能水平高低的限制，实际反映出的运行水平就有千差万别。

参考文献：

[1]胡兰新．10kv以下电力变压器的堆护与检修探讨[J]．湖北电力科技．2007。(5)．P2．2—24．

[2]李佳斌，王诚．超高频方法在电力变压器检测堆护和保养中的应用分析[J]．科学时代．2O08．(5)．Pl2—13．

[3]刘惠，马超宇．论电力变压器的故障分析震处理[J]．活力．2008。(7)．P30-31．

电力变压器种类及维护 篇4

一、常用变压器的分类可归纳如下：(1)按相数分：

1)单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。2)三相变压器：用于三相系统的升、降电压。(2)按冷却方式分：

1)干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。

2)油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。(3)按用途分：

1)电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。

2)仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。

3)试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。4)特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。(4)按绕组形式分：

1)双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。

2)三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。

3)自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。(5)按铁芯形式分：

1)芯式变压器：用于高压的电力变压器。

2)壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中 感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余 的绕组叫次级线圈。

二、电源变压器的特性参数

1、工作频率

变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。

2、额定功率

在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。

3、额定电压

指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。

4、电压比

指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。

5、空载电流 变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损

耗引起）组成。对于50Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。

6、空载损耗

指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很小。

7、效率

指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大，效率就愈高。

8、绝缘电阻

表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。

三、音频变压器和高频变压器特性参数

1、频率响应

指变压器次级输出电压随工作频率变化的特性。

2、通频带

如果变压器在中间频率的输出电压为U0，当输出电压（输入电压保持不变）下降到0.707U0时的频率范围，称为变压器的通频带B。

3、初、次级阻抗比

变压器初、次级接入适当的阻抗Ro和Ri,使变压器初、次级阻抗匹配，则Ro和Ri的比值称为初、次级阻抗比。在阻抗匹配的情况下，变压器工作在最佳状态，传输效率最高 变压器的回收流程：

1.从变压器的相数、冷却方式两个方面了解该变压器属于何种类型（如：两相或三相、干式或油浸式）。

电力变压器种类及维护 篇5

2.2做好培训指导工作，提升操作者、维修者、管理者的综合素质。学习研究设备的工作原理、内部构造、性能参数、零部件的配合要求、操作规程、保养维护要点等内容，要达到操作者明确机械性能和维护保养要点;维修者熟悉设备工作原理、内部构造、装配要领等知识。

2.3建立健全设备维护保养制度，以保养为重、检修为辅的观念来管理设备。使员工充分认识到基础保养工作的重要性，从源头降低设备的故障率，提高设备的运转率。尤其是工程施工机械设备操作人员必须执行机械设备的安全操作规程，认真负责施工机械设备的日常检查保养工作，保持设备整齐，清洁，润滑和安全经济运行，发现工程施工机械设备零件松动，运行有异响，振动及漏油，漏水现象，应立即停机检查维修，排除故障后方可继续进行;如果发现工程施工机械设备有重大问题要随时上报。

2.4建立真实详尽的维修保养记录，做好维修保养时间、故障状态、检修处理措施等记录。如果机械设备需要大修和中修，必须到经国家认证与相应资质的维修厂进行，施工企业要和其签订合同保证修理质量。

电力更换变压器申请 篇6

公司领导：

在xx镇xx村位于xx南侧东有4户居民，用电一直是从距该处约1.5Km小王庄80Kva配变供电，并且其中一户用10平方旧线二相搭接用电的，而且另外三户还是表内表由于线路长，线径细，电压低，几户居民经常到所里找，而且还有二户申请三相电搞电焊修理，结果在勘察时因无三相电源而被打不完整归档。根据此情况我所在xxx年项目计划中申报予以整改，但是没有批复。

我xxxx根据实际情况，计划把xxx号文xxx年农村电网专项维修项目中更换下来的sp50-80KVa变压器上一台使用，望领导予以派员勘察，给予办理为盼。

Xxx

浅析电力变压器运行维护的方法 篇7

1 电力变压器运行维护的必要性

电力变压器是电力企业发供电的核心设备之一, 是电网传输电力的枢纽, 变压器的持续、稳定、可靠运行对电力系统安全起到非常重要的作用。电力变压器通过控制电压的高低能够给广大电力用户提供稳定优质的电能, 当然任何用具都有它的弊端和使用时限的存在, 绝缘能力丧失, 使用损耗等, 都是常见问题, 如果不能及时清除, 变压器的工作状态受到影响。所以应该看到电力变压器的应用时一个非常重要的问题, 电力企业的正常运作必须依靠电能的稳定使用, 不能正常用电问题显而易见。所以, 充分选择维护控电手段十分重要, 从长远看来能够节省更多的花销。

2 电力变压器运行维护的内容

电力变压器运行维护的目的就是预防和快速解决事故故障, 快速恢复电力变压器的正常运行, 保证电力供应的优质。因此, 电力变压器运行维护的内容也是围绕这一目的进行, 即1) 防止电力变压器过载运行;2) 防止电力变压器绝缘部分老化或损坏;3) 保证电力变压器导线接触良好;4) 防止电力变压器遭受雷击;5) 对电力变压器实行短路保护;6) 防止电力变压器超温工作;7) 必要时对电力变压器进行无功补偿;

3 电力变压器运行维护的方法

3.1 日常维护方法

日常维护方法是指每天必须进行的对电力变压器及其附属设备的巡视检查, 检查内容主要有: (1) 音响、油的颜色、油位、温度是否正常; (2) 气体继电器是否充满油, 变压器外壳是否清洁无渗漏, 防爆管是否完整无裂纹; (3) 套管是否清洁无裂纹、无打火放电现象, 引线接头是否良好, 有无热现象 (晚上进行熄灯检查一次) ; (4) 冷却系统是否正常, 有载调压装置的运行是否正常, 分接开关的位置是否符合电压的要求; (5) 变压器的主附设备的外壳接地是否良好。 (6) 若紧急情况出现, 由于下雨、潮湿、或极低温造成系统出现故障的现象时有发生, 应有检查和积极处理的意识, 尽量提前找到病患处, 维护器材运行状态不收干扰, 配以恰当的寿命评估, 提前更换陈旧零件等, 保证电力变压器能够为电力系统持续供电, 安全供电, 敦促正常运作, 为生活生产添动力。

3.2 预防维护方法

预防维护方法主要是对电力变压器可能发生的故障采取有效的预防措施, 避免电力变压器发生故障而影响正常运行, 这些措施能够有效的排除故障因素, 将事故解决在无形之中。预防维护方法主要有: (1) 检查电力变压器的安装与设计标准是否相适应; (2) 应确定该变压器适于户外运行; (3) 保护变压器不受雷击及外部损坏危险; (4) 确保负荷在变压器的设计允许范围之内; (5) 在变压器的运行过程中, 一定要按变压器解、并列的“三要素”进行, 防止出现操作过电压; (6) 根据电力变压器的实际无功损耗, 配备相应的无功补偿装置等等。这些预防维护方法能够有效的预防电力变压器在运行中可能发生的故障, 保证电力变压器输出的电压高效优质, 为用户提供可靠稳定的电压资源。

4 故障维修方法

故障维修法效果突出, 是一种对症下药的解决办法, 就是针对故障发生点立马作出回应, 解决已经发生或潜在发生的缺陷, 效果直接, 可以直接看到结果, 是不能缺少的一个方法。

4.1 防电磁干扰

电力变压器因为内部构造问题形成电磁干扰, 因为很多电线缠绕在狭小的空间内, “电磁干扰”就此发生, 这是出现事故的很重要的一个原因, 这里就要提到绝缘保护这一方法, 能够减少这一情况的出现, 要有一个判断的过程, 查看线路是否是因为干扰现象出现了故障, 依据故障定位, 能够马上找到病灶原因开始修理, 防电磁干扰现象最有效最直接的应对办法就是接地。

4.2 防短路技术

短路也是伤害电路运行的一个重要方面, 为了杜绝短路情况的出现, 也要充分学习如何防止短路, 提高电力变压器工作效果。因为错误操作, 以及拒动作的存在, 短路情况时有发生, 所以亟待一种新型的解决短路问题或减少短路出现的问题, 在进行操作时, 一般工作时要尽可能减少短路发生, 每一次短路都会给变压器造成一定冲击, 对于变压器的绕组情况也应注意, 预防短路作为主要工作。提升短路抗力有一些值得借鉴的方法:第一, 设计时考虑绕线工艺与短路现象之间的关系, 注意避免;第二, 变压器使用前测试是否会短路;第三, 继电保护装备的设置;第四, 进行绕组变形测试, 从而防患未然。第五, 增强使用过程的监察, 使用与保护相结合。

4.3 防电击方法

由于变压器很怕遭受到恶劣天气的侵害, 经常有绝缘部分受到损伤, 电力变压器损害由此产生。所以应在防雷问题上集中处理。第一, 防雷装置的使用, 避免雷击;第二, 电力变压器安全接地避免因为雷电等的影响, 这是一项重要的防雷方案。

4.4 瓦斯保护装置动作维护方法

瓦斯保护信号动作时, 应立即对变压器进行检查, 查明动作的原因, 是否因积聚空气、油位降低、二次回路故障或是变压器内部故障造成的。瓦斯保护动作跳闸时, 在原因消除故障前不得将变压器投入运行。为查明原因应考虑以下因素, 作出综合判断: (1) 是否呼吸不畅或排气未尽; (2) 保护及直流等二次回路是否正常; (3) 变压器外观有无明显反映故障性质的异常现象; (4) 气体继电器中积聚气体量, 是否可燃; (5) 气体继电器中的气体和油中溶解气体的色谱分析结果; (6) 必要的电气试验结果; (7) 变压器其它继电保护装置动作情况。

4.5 电力变压器着火维护方法

应对突发变压器着火:第一, 找到断路器全部断开并关掉电源, 提前预备新的变压器替换掉之前的变压器完成继续供电;第二, 使正在工作的冷却装备停止工作;第三, 变压器上的油遇火燃烧, 需要灭火并将油放掉。如果火存在于变压器内部就不可以在此时放油, 否则可能出现爆炸。第四, 及时灭火。除了上述故障, 电力变压器也有其他问题经常产生, 包括油温度太高, 非正常性跳闸, 继电器-铁芯-套管-净油器等装置的故障或能量超载等等。这些问题都会导致变压器工作状态不正常, 所以也要及时看到这些问题的存在并进行预防维护。

5 结束语

电力变压器的作用很大, 能够使更多人充分使用电力, 为了充分让电力变压器发挥它本身的作用并科学应用在实际生活中, 应当找到合理的维护和处理方法真正保护电力变压器的合理运行。根据前人总结经验以及工作经验中的积累能够维护电力变压器高效、科学、稳定地发挥作用为广大人民服务。

参考文献

[1]唐述勇.浅谈电力变压器的运行维护和事故处理[J].科技传播, 2011 (9) .

浅谈变压器套管的故障及维护 篇8

【摘 要】变压器是一种用来改变电压和电流的电器设备。在电力系统中，变压器的地位是十分重要的，不仅所需数量多，而且要求性能好，运行安全可靠。变压器主要由由铁心、绕组、器身绝缘、油箱和套管等组部件构成。变压器绕组的引线是依靠套管引出箱外的， 套管起到对油箱的绝缘、固定和将电流输送到箱外的作用，它需适应外界各类环境条件，并要有一定的机械强度，是变压器中一个主要部件。套管需有不同的电压和电流等级，外绝缘大多是瓷套。套管有纯瓷套管、充油套管、充气套管、电容式套管等不同形式。而电容式套管是以电容芯子为主绝缘的套管，有胶纸电容式和油纸电容式套管两种，本文对油纸电容式套管的故障分析和检修维护等谈谈自己的一些看法。

【关键词】电容；故障；检修

1.对套管的故障进行分析，归纳出以下主要原因

套管表面脏污吸收水分后，会使绝缘电阻降低，其后果是容易发生闪络，造成跳闸。同时，闪络也会损坏套管表面。脏污吸收水分后，导电性提高，不仅引起表面闪络，还可能因泄漏电流增加，使绝缘套管发热并造成瓷质损坏，甚至击穿；套管胶垫密封失效，油纸电容式套管顶部密封不良，可能导致进水使绝缘击穿，下部密封不良使套管渗油，导致油面下降。套管密封失效的原因主要有两个方面：一是由于检修人员经验不足，螺栓紧固力不够；二是由于超周期运行或是胶垫存在质量问题、胶垫老化等；套管本身结构不合理，且存在缺陷。比如，有的220kV主变套管，由于引线与引线头焊接采用锡焊，220千伏A相套管导压管为铝管，导线头为铜制，防雨相为铝制，这种铜铝连接造成接触电阻增大，使连接处容易发热烧结，导致发生事故；套管局部渗漏油，绝缘油不合格， 套管进水造成轻度受潮； 套管中部法兰筒上接地小套管松动断线；接地小套管故障，使套管束屏产生悬浮电位，发生局部放电；套管油标管脏污，看不清油位，在每年预试取油样后形成亏油。

在套管大修中，抽真空不彻底，使屏间残存空气，运行后在高电场作用下，发生局部放电，甚至导致绝缘层击穿，造成事故。

2.根据以上的故障分析，可以从针对主要缺陷方面制定以下一些处理措施

针对套管油样不合格、含乙炔气等缺陷。采取的措施是：对套管要进行严格检验，各种试验合格后方可投入运行，避免人为因素引起故障。

针对套管密封不良，有进水或渗漏油现象。采取的措施是：通过更换质量好胶垫保持密封，拧紧紧固螺栓，使套管无渗漏。

针对套管本身结构不合理而引起头部过热等缺陷。具体措施可采用变铜铝过渡为银铜接触，从而减小氧化作用。

在拆、接、引过程中，要注意检查各部位是否联结良好，接触面应打磨后涂上导电膏，减小其接触电阻。从而杜绝其过热现象。

3.通过以上对油纸电容式套管故障分析及一些处理措施，大致可以发现形成缺陷有两个途径

第一是套管本身设计存在薄弱环节；第二是人为因素，是安装、检修人员在作业中造成的。在分析套管常见故障主要原因后，我认为套管在运输、安装、检修维护等方面应注意以下问题：

在起吊﹑卧放﹑运输过程中， 套管起吊速度应缓慢，避免碰撞其它物体；直立起吊安装时，应使用法兰盘上的吊耳，并用麻绳绑扎套管上部，以防倾倒；注意不可起吊套管瓷裙，以防钢丝绳与瓷套相碰损坏；竖起套管时，应避免任何部位落地；套管卧放及运输时，应放在专用的箱内。安装法兰处应有两个支撑点，上端无瓷裙部位设支撑点，尾部也要设支撑点，并用软物将支撑点垫好。套管在箱中应固定，以免运输中窜动损伤。

在套管大修的装配中应特别注意以下几点：防止受潮。装配中除要有清洁干燥的条件以外，最好能在40-50℃温度下进行组装。因为电容芯子温度高出环境温度温度10-15℃时能减少受潮的影响，所以最好在组装前将套管的零部件和电容芯子加热到70-80℃，保持3-4h，以便排除表面潮气，尽可能在温度尚未降低时装配完；套管顶部的密封。套管顶部的密封可分为套管本身的密封和穿缆引线的密封。现在大多数变电站的主变压器的储油柜顶装有弹性波纹板，它与压紧弹簧共同对由温度变化起调节作用。在组装弹性波纹板时，导管上的正、反压紧螺母之间的密封环与储油柜上的密封垫一定要配合妥当，防止波纹板拉裂，以达到密封的效果。套管引线是穿缆式结构，如果顶部接线板、导电头之间密封不严密，雨水会沿套管顶部接线板、导电头及电缆线顺导管渗入变压器内部。水分进入变压器引线根部，将会导致受潮击穿，造成停电。为避免这种情况，必须用螺栓压紧，保证密封；中部法兰的小套管。电容屏的最外层屏蔽极板即接地电屏，用一根1.5mm2的软绞线，套上塑料管引到接地小套管的导电杆上，此套管叫测量端子，装配时要注意小套管的密封和引出软线的绝缘。检修时，应将套管水平卧倒，末屏小套管朝上，卸开小套管即可检查末屏引线等情况，还可以作相应的修理。在套管运行和作耐压试验时，其外部接地罩应良好接地；均压球调整应适当。均压球在中心导管尾部，沿导管轴向可以上下拧动，以便能与主体引线装配配合。均压球必须拧紧，否则会发生均压球与套管间放电。均压球除了遮挡住底部、螺母、放油塞等金属件外，还要满足电气强度的要求，即调整均压球的位置，可以缩小套管尾部到油箱壁的绝缘距离及绕组的爬电距离，改善辐向和轴向的电位分布。如调整不当，球面会产生滑闪放电，造成介质击穿，对套管的电气性能危害很大；油样阀、放油塞的质量要好，不得有锈迹；胶垫的质量应良好；真空注油时，应首先建立真空，检查套管各部分密封情况，然后保持残压在133.3Pa以下，按规定时间注油。注油后破坏真空时，套管油位稍有下降，若有缺油现象需及时加油。考虑到取油样，应略多注一些油。

套管做试验特别是测量介损时要注意其其放置的位置，因为套管的电容小，当位置不同时，因高压电极和测量电极对未完全接地的构架、物体、墙壁和地面的杂散阻抗的影响，会对套管的实测结果有很大影响。不同的位置，这些影响又不相同，所以往往出现分散性很大的测量结果。因此，测量介损和其它试验时，应把套管垂直垂直放置在妥善接地的套管架地进行，不要把套管水平放置或用绝缘索吊起来在任意角度进行测量，以保证测量数据的准确。

检修维护人员应注意以下问题： 试验人员拆接末屏小套管引线时，应防止导杆转动或拧断接地引线，试验后应恢复原状。根据我的工作经验，试验结束后可用万用表来测量末屏是否接地，这是检查末屏接地拆除后是否已经恢复的一种比较可靠的办法；取油样人员工作结后，应拧紧采样阀；拆接引线人员，上下套管时应注意防止套管破损；检修人员应观察套管油位并及时补油。

电力变压器有源降噪方法的研究 篇9

1.1 研究背景及意义

随着社会经济的发展，环境问题越来越受到关注。噪声作为环境污染的第三大公害，一直让人们困扰。在日常生活中，人们经常会受到各种噪声的干扰。研究表明，噪声在55～60dB 范围，会让人感觉烦恼；在60～65dB 范围，会使烦恼度大大增加；在65dB 以上时，人体健康有可能受到危害。对于厂矿企业的工作人员，应保证噪声不超过85dB。噪声影响人们的身心健康、损伤听力以及相关的系统、降低工作效率,严重的甚至造成安全事故。为了消除或减少这些危害和污染，必须采取先进有效的噪声控制措施对日益严重的噪声进行控制，由于完全消除噪声是不可能的，而且也是不经济的，所以最佳的控制措施是通过噪声控制技术消除或减少产生噪声的根源。

从策略上讲，噪声控制可以从以下三个方面入手：噪声源、噪声传播途径和噪声接受者。传统的噪声控制技术主要是以研究噪声的声学控制方法为主，主要技术途径包括隔声处理、吸声处理、使用消声器、振动的隔离、阻尼减振等。这些噪声控制方法的机理是通过噪声声波与声学材料或声学结构的相互作用消耗声能，达到降低噪声的目的，属于无源或被动式的控制方法，可称为“无源”噪声控制(passive noise control)。这一方法对控制中、高频噪声较为有效，而对控制低频噪声效果不好。这是由于无源材料的声衰减性能随频率降低而变差，要取得与中、高频同样的降噪效果，就要增加材料的厚度或容重，从而使实际治理趋于庞大化，有时甚至难以实现。为此，需要采用有源噪声控制(active noise control)技术，它对低频噪声的控制效果很好，理论上消声量可达到很高，相对无源噪声控制技术而言，还具有系统小、重量轻、控制易等优点。随着现代控制技术和DSP 技术的迅猛发展，有源噪声控制技术不再仅限于实验室的研究，而是越来越容易实现，已经成为当前乃至今后长期研究的重要课题之一。

本文主要研究的是电力变压器的噪声控制。随着电力事业的发展，城市用电量逐年增加，在各大城市建设的大容量变电站也越来越多，这将不可避免的带来变压器噪声问题，它不仅污染了人们的居住环境和工作环境，而且给人们的生活和身心健康带来了巨大的损害，因而变压器噪声带来的危害也越来越被人们所关注。根据我国城市环境和电力变压器噪声标准，一般中小型电力变压器的噪声基本符合环境噪声的标准,但是大型电力变压器的噪声将会超出环境噪声的标准。在电力变压器噪声问题日益突显的今天，寻求有效降低变压器噪声的措施越来越重要。从电力变压器噪声频谱分析，除有中、高频成分外，主要是以低频为主，其中主要分布在100～500Hz，因此电力变压器低频噪声的控制是极具研究价值的。

目前国内对电力变压器噪声的控制主要是从变压器产生噪声的机理出发，对变压器本体噪声和冷却设备噪声进行控制。一般的方法是对变压器铁心材料进行改进，对冷却设备进行优化，对油箱振动进行抑制，采用减振、吸声、隔声等措施。上述办法对中、高频噪声较为有效，但对低频噪声作用就不明显了。目前，有源噪声控制技术的主要应用有：管道噪声有源控制及有源消声器，有源抗噪声耳罩和送话器，变压器、电站噪声有源控制，车厢内部噪声有源控制和飞行器舱室噪声有源控制等等。因此，在三维空间中，针对电力变压器低频噪声的有源噪声控制技术就显的越来越重要了。

1.2 电力变压器的降噪方法

电力变压器的噪声主要由两部分组成：变压器本体噪声和辅助冷却装置噪声。本体噪声包括铁心、绕组、油箱(包括磁屏蔽等)等产生的噪声；冷却装置噪声包括风扇和油泵噪声。

1.2.1 变压器本体噪声的降低

由于电力变压器的本体噪声主要是由铁心产生的，所以降低电力变压器的本体噪声，就要通过减弱铁心噪声实现。具体的措施是从改进材料和设计入手，即为：(1)选用平整度完好，波浪性小的硅钢片材料；

(2)硅钢片的表面绝缘涂层厚度在50～100 微米范围内为最好；(3)选取磁致伸缩小的高导优质硅钢片作为铁心；(4)铁心采用斜接缝、阶梯接缝或多级接缝；(5)铁心加紧力在0.08～0.12MPa 最为合适；

(6)从铁心的几何尺寸、结构形式和搭接面积方面根据要求合理设计(7)合理设计绕组的安匝数和分布位置,将漏磁面积减到最小。通过对铁心的适当控制，可降低变压器本体噪声5～10dB。

1.2.2 冷却设备噪声的降低

在设计时，只要我们合理的控制冷却系统的噪声，就可以有效地降低电力变 压器的噪声，具体措施如下：(1)为了除去风扇和油泵的噪声，在设计时应尽量采用自冷式代替风冷式或强迫油循环风冷式；

(2)加强油箱与散热片之间的结构，将它们焊接在一起来减小振动；

(3)根据负荷大小运用双速风扇, 在负荷较大时开启高速风扇，在负荷较小 时开启低速风扇。

1.2.3 传播途径的降低

噪声的产生不可避免，从噪声的传播途径出发，使噪声在传播过程中衰减，从而达到降低噪声的目的，可以通过以下措施实现：(1)在铁心垫脚处和磁屏蔽与箱壁之间加缓冲装置；

(2)在油箱钢板内放置岩棉、玻璃纤维等吸音材料作为隔音层；(3)使用隔声板将油箱做成全封闭式；(4)在油箱中安装隔音围屏；

(5)合理布放加强筋的位置，减小油箱振幅；(6)安装减振装置在油箱底部。

(7)在居民住宅区中可将变压器置于住宅楼半地下室夹层内，夹层与底层住宅间采用隔振措施。控制油箱的振动，并采取隔声、吸声等措施可降低噪声10～20dB。

1.2.4 变压器噪声的有源控制

变压器的噪声主要以低频噪声为主，通常在100～500Hz，同时具有明显的纯音成分，因此可有效地采用有源降噪系统进行控制。在变压器1米以内放置若干个噪声发声器，使它们发出的噪声与变压器发出的噪声互相抵消，利用两个声波相消性干涉或声辐射控制的原理，把变压器的噪声信号转变为电信号，然后放大激励噪声发声器，使得发出的噪声与变压器噪声振幅相等，相位相反，二者作用结果，相互抵消，从而达到降低噪声的目的。这种有源噪声控制系统具有很大的控制矩阵，可配

置许多调节器和传感器，它可将声控装置安装在油箱的任何部位。此声控系统有3个硬件，它们分别是调节器、传感器和电子控制装置。控制器通过专门设计的声音和振动调节器产生数字信号。利用振动调节器可有效停止变压器油箱的噪声传播。声音调节器在100Hz～400Hz范围内具有轻微的谐振，它们位于油箱壁表面，可有效抑制噪声[8]。有源噪声控制系统对变压器噪声的基频降噪量可达15～20dB。

目前许多文献已提出多种有源降噪的方法，有源噪声控制技术在低频降噪方是较易实现的，理论上消声量可达到很高，而且体积小，便于设计和控制。基于以上优点，本论文主要研究针对电力变压器低频噪声的自适应有源降噪方法。

1.3 国内外有源噪声控制技术的发展与成果

有源噪声控制（Active Noise Control，简称为ANC）技术，是指使用人为地、有目的地产生的次级声信号去控制原有噪声的概念和方法。它是利用两列声波相消性干涉或者声辐射控制的原理，通过次级声源产生与初级声源的声波幅值相等、相位相反的声波辐射，二者作用结果，相互抵消，从而达到降低噪声的目的。

有源噪声控制的概念是由德国物理学家Paul Leug(1898-1979)提出的。他在1933 年和1936 年分别向德国和美国的专利局提出了专利申请，此专利名称是“消除声音振荡的过程”。在这项专利中，Leug 利用了人们熟知的声学现象：两列频率相同、相位差固定的声波，叠加后会产生相加性或相消性干涉，从而使声能得到增强或减弱。因此Leug 设想，可以利用声波的相消性干涉来消除噪声。现在，人们一般都认为，Leug 的这项专利是有源噪声控制发展史上的起点[12]。所以，有源噪声控制技术的发展过程可分三个阶段：

第一阶段：继1933 年Paul Leug 提出“电子消声器”专利之后，Harry Olson 在上世纪五十年代初发表两份报告，并做出了一个“电子吸声器”实验装置。随 后不断有人进行这方面的尝试，如变压器噪声控制等。这标志着有源降噪的概念 已引起人们的重视并试图应用于实际。

第二阶段：从上世纪六十年代未至八十年代中期。这期间人们主要致力于管 道有源消声，这主要是由于在管道一阶截止频率下能产生近似的一维平面波，使 得理论分析和电路实现都比较简单。管道有源消声主要解决“声反馈”和消声频 段扩展问题，电子线路一般仅实现延迟、反相、功率放大等功能。这一时期的成 功导致出现管道有源消声器商品投入市场，并引起噪声控制人员对有源噪声控制 的极大兴趣。

第三阶段：由于高速数字信号处理芯片的出现以及信号处理技术，如自适应 滤波的进步，这一阶段有源消声的发展以自适应，三维空间有源消声为标志，这 一发展最终将导致实用的自适应有源降噪系统出现，并有可能使有源降噪成为一 种有效的噪声控制手段。关于三维封闭空间或有界空间有源消声，目前人们感兴 趣的主要有螺旋桨飞机舱室，汽车驾驶室，各类船舶舱室以及强噪声环境下工作 车间等的有源噪声控制。封闭空间有源消声从理论到技术实现上较管道有源消声 都要复杂得多。围绕这个问题，近几年来人们的研究兴趣主要集中在两个方面：(1)针对不同的噪声源和消声环境，对一定的消声空间(局部或全空间)，消

声频段，从理论上探讨消声的可能性及可行性；确定消声准则；设计优化消声所 必需的传感器阵和次级声源阵；探讨消声机理等。

(2)根据系统设计要求及噪声统计特性，设计并实现符合要求的控制器(包括控制器的结构和算法)。当前有源噪声控制技术一般应用到如下的场合：(1)管道声场；(2)自由声场（如旷野中的变电站噪声、大型电力变压器噪声、交通道路噪声、鼓风机

和抽风机等机械设备向空中辐射的噪声等）；(3)封闭空间声场（如办公室、工作间、汽车车厢、船舶、飞机舱室中的噪声）。因为有源噪声控制技术在低频范围、硬件可行性及成本等方面有着无源噪声控制技术无可比拟的优越性，所以它已经成为噪声控制界的一个研究热点。随着有源降噪技术的日趋成熟，一些工程设计也取得了良好的效果，如管道有源消声器和有源降噪耳罩等。世界各国的公司也纷纷推出自己的产品，如美国DIGSOMX 公司推出的管道有源消声系统，在40～150Hz范围内消声量为12～20dB；BOSS 公司设计的有源抗噪声耳罩在30～1000Hz 范围内获得约25dB 的降噪量。

有源噪声控制研究在20 世纪80 年代中期至90 年代中期达到高潮，其中以英国南安普敦大学声与振动研究所(ISVR)的P.A.Nelson、S.J.Elliott 等人的研究最为出色。他们的研究以抵消螺旋桨飞机舱室噪声为主要应用背景。除此之外，还研究了封闭空间声场中存在结构——声腔耦合的情况下有源控制规律、声波通过弹性结构透射进入声腔的有源控制、双层结构有源隔声、分布声源控制结构声辐射等等。他们在有源噪声控制应用方面最典型范例是：在一架BAe748 双发动机48 座螺旋桨飞机，其巡航速度发动机转速为14200r/min，因而其桨叶通过频率基频为88Hz。为了抵消此飞机的舱室噪声，他们用16 只扬声器做次级声源、32 只传声器作误差传感器，这种次级声源和误差传感器布放有效地将88Hz 的基频噪声降低了13dB。

从国内情况看，从事有源噪声控制技术比较早的单位有南京大学、上海交通大学和中科院声学所。另外，海军工程学院振动与噪声控制室、西北工业大学声学所也在这方面做了大量工作。上海交通大学的孙旭提出了基于FLMS 算法的次级通道模型误差下的性能分析。张玉磷等人在传统的LMS 算法基础上利用小波变换原理提出了小波变换自适应算法(WLMS)对噪声进行控制，这种算法通过仿真实验验证了，它在收敛速度和稳态失调量方面都优于传统的LMS 算法。利用多层神经网络原理，针对三维空间传播的宽频带空调噪声，张菊香等人运用多层感知神经网络的有源降噪控制系统，可以取得良好的降噪效果。从上世纪八十年代就开始研究有源噪声控制技术的陈克安、马远良等人在详细总结归纳了自适应有源噪声控制的基本原理、算法和结构的基础上，提出并推导了滤波-X 型最小均方算法、滤波-X 型最小二乘算法、间歇自适应LMS 算法、间歇自适应RLS 算法和滤波-U 算法。

1.4 自适应有源噪声控制发展的状况

在20 世纪80 年代以前，有源噪声控制系统中的控制电路均采用模拟电路。随着研究的深入以及研究领域的扩大，人们在应用这种电路时碰到了越来越多的 困难，主要原因在于：

(l)待抵消的噪声（初级噪声）特性几乎总是时变的；

(2)控制系统（控制器、初级传感器和误差传感器）传递函数、消声空间中的一些非可控参数经常随时间发生变化（以上两点要求控制器传递函数具有时变特性，而模拟电路难以胜任）；

(3)对于复杂的初级声源，以及谋求扩大消声空间时均要求采用多通道系统（指系统中包含多个次级声源和误差传感器），这种控制器的传递函数十分复杂，用模拟电路无法实现。

因此，需要一种具有自动跟踪初级噪声统计特性，控制器特性可随时间而变化的自适应有源噪声控制（Adaptive Active Noise Control，简称为AANC)系统。20 世纪80 年代初，C.F.Ross 和A.Roure 等人提出了具有“自适应”功能的有源控制系统[16~18]，但这种“自适应”与我们目前指称的自适应在基本原理和系统实现上均有

根本差异。真正意义的自适应有源控制是在自适应滤波理论得到充分发展以后提出来的。我们现在所说的自适应有源噪声控制系统一般指的是B.Widrow 等人提出的自适应抵消器(adaptive noise canceller)应用于有源噪声控制时构成的系统。自适应有源噪声控制系统的核心是自适应滤波器和相应的自适应算法。自适应滤波器可以按某种事先设定的准则，由自适应算法调节其本身的系统特性以达到所需要的输出。1981 年，J.C.Burgress 首次将自适应滤波理论应用于有源噪声控制，并对系统的构成及算法作了计算机仿真研究，提出了著名的滤波-X LMS算法。

自适应有源噪声控制主要内容包括：(1)控制方式(前馈控制和反馈控制)的选择；(2)次级声反馈的影响及其解决方法；

(3)次级通道(主要指次级源到误差传感器之间的声传递通道)传递函数对系统性能的影响；

(4)次级通道传递函数的自适应建模；

(5)单通道自适应有源控制算法瞬态和稳态性能分析；(6)多通道自适应算法性能分析及快速实现；(7)不同目标函数下自适应算法的改进；(8)自适应滤波器的硬件实现。

自适应滤波器的结构按单位采样响应时间可以分为：有限脉冲响应(Finiteduration Impulse Response，简称FIR)滤波器和无限脉冲响应(Infiniteduration Impulse Response，简称IIR)滤波器。由于横向滤波器(FIR)的瞬态和稳态误差性能已经得到了充分证实，而且其滤波器的结构仅包含零点，因而是无条件稳定的，并能提供线性相位特性。

自适应有源噪声控制系统的关键在于其控制算法，最为常用的是LMS、FLMS、RLS、滤波-U、多误差LMS 等算法。而FLMS 算法的运算量相对较低、易于系统实现，因而在自适应有源降噪的控制系统实现中得到了广泛应用。但也存在一些不足：采用常数步长，因而收敛较慢，当初级噪声为有色噪声时，算法的收敛性较差；由于收敛较慢，宽带消声效果差，难以跟踪时变噪声。为此提出了很多经典的改进型算法，例如：归一化FLMS 算法、泄露FLMS 算法、FRLS 算法等等。另外，为了消除次级声反馈的影响，改善FLMS 算法的稳定性的收敛性能，许多学者提出了基于不同结构及自适应算法的自适应滤波器，如许多研究者提出了消除次级声反馈的IIR 自适应滤波器。拓宽消声频带改善收敛性能的递推最小二乘法以及格型滤波算法等等。

1.5 本文所作的工作

针对电力变压器的低频噪声问题，本论文首先介绍了的自适应有源噪声控制技术的原理与结构，并对单通道滤波-X LMS 算法和多通道滤波-X LMS 算法进行了研究，其次详细分析比较了三种经典的有源前馈控制算法——归一化FLMS 算法、泄露FLMS 算法和FRLS 算法，并在传统的FLMS 算法基础上提出了改进的FLMS算法。最后在对自适应滤波器结构和算法研究的基础上，基于改进的FLMS 算法运用MATLAB 软件编程和SIMULINK 工具建模，分别对输入初级噪声为单频正弦信号和窄带信号情况下进行仿真分析实验。通过系统的仿真实验，验证了改进的FLMS 算法理论分析、系统结构和算法的可行性与正确性。论文共分五章：

第一章概述了本课题的研究背景和意义以及当前电力变压器的传统降噪方法，评述了针对电力变压器低频噪声的有源噪声控制技术的发展和成果，并对自适应有

源噪声控制发展的状况进行了简要介绍。

第二章主要介绍了有源噪声控制中的自适应滤波原理、结构与算法，在重点研究了自适应有源前馈控制系统模型的基础上对单通道滤波-X LMS 算法的性能进行了详细分析，并对多通道滤波-X LMS 算法做了简要介绍。8

第三章分析比较了三种经典的有源前馈控制算法——归一化FLMS 算法、泄露FLMS 算法和FRLS 算法，并在传统的FLMS 算法基础上提出了改进的FLMS 算法。

第四章主要通过一系列的仿真实验定性定量的分析噪声的频率、滤波器的长度和收敛因子的大小对各种算法的收敛特性和稳态误差特性以及降噪量的影响；运用MATLAB 软件计算机仿真，将对输入信号分别为正弦信号和窄带信号两种情况下进行仿真实验。并针对各种不同的算法将在两种不同输入情况下对不同参数进行计算机仿真实验，从理论上分析验证FLMS 类算法和FLRS 类算法主要参数对算法性能的影响。最后基于改进的FLMS 算法利用SIMULINK 工具建立一个自适应有源噪声控制系统模型，分别对单频噪声和窄带噪声信号激励下自适应有源噪声控制系统的降噪效果进行研究，验证改进的FLMS 算法的可行性与正确性。

第五章概括性的总结了本文所作的主要工作，得出了主要结论，并展望了有源噪声控制技术有待进一步研究和解决的主要问题。

论文大纲

第一章 绪 论.1.1 研究背景及意义

1.2 电力变压器的降噪方法

1.3 国内外有源噪声控制技术的发展与成果 1.4 自适应有源噪声控制发展的状况 1.5 本文所作的工作

第二章 有源噪声控制中的自适应滤波原理与算法.2.1 有源噪声控制原理

有源噪声控制又称反声（antisound）、有源噪声抵消（active noise concellation）、有源降噪（active noise reduction）、有源吸收（active sound absorption）等。以主动产生一个声场来抵消另一个现有声场的技术。1947年奥尔森（H.F.Olosn）就提出有源噪声控制技术，但进展不大，直到80年代以来，由于信号处理技术和电子技术的高度发展才有了明显的进展。现代有源噪声技术是声学、信号处理技术、控制工程学和电子学的交叉综合运用。其基本过程为：用传声器提取现有噪声的信息，经“实时”分析后筹建一反声信号，再用扬声器（次级声源）“实时”播放反声信号。反声信号与现有噪声产生相消干涉，从而使该区域内的噪声得以降低。现有噪声的能量可能被次级声源吸收，也可能仅仅被转移到其它区域。有效噪声控制的效果与“实时”很有关系。对低频噪声做到“实时”较容易，故有源技术对控制低频噪声特别有效。现代有源噪声控制的内容有两个方面：一是噪声源抑制（或全空间消声），二是局部声吸收；二者原理相同，只是次级声源的布置不同。有源噪声控制有局限性，主要是有效频带很窄。但使用自适应技术和高速计算机则可部分克服这些缺点而提高效益。有源噪声控制的应用目前还不广泛，但有潜在前景，可望用于各中风机、汽轮机、内燃机、压缩机的进排气管道噪声、变压器等室外空间噪声源和机舱、燃烧室等封闭噪声场的抑制，还可做成抗噪声送、受话器。

有源噪声控制（ANC）技术依靠现存的初级噪声和由电子控制器产生的反相位次

级噪声间的相互干涉来实现（Nelson and Elliott，1992年；Hansen and Snyder，1997年；Kuo and Morgan，1996年）。简单的自适应有源噪声控制系统通过处理参考信号产生控制信号来驱动次级声源，用误差信号来反映系统控制性能。自适应滤波器需要推算从声场参考传感器和误差传感器（初级反馈）到补偿声源和误差传感器（次级反馈）间的传递函数。由于有源噪声控制系统适用于低频噪声的控制，所以，有源控制方法只能作为传统无源控制的补充。2.2 自适应滤波原理与算法.2.3 自适应有源前馈控制系统模型.2.4 滤波-X LMS 算法.2.5 次级通路自适应建模.2.6 多通道滤波-X LMS 算法.第三章 有源前馈控制算法及传统FLMS 算法的改进.3.1 FLMS 类算法

3.2 RLS 类有源控制算法.3.3 基于传统的FLMS 算法的改进算法 第四章 有源噪声控制系统的仿真实验 4.1 实验条件 4.2 实验方法.4.3 正弦信号激励下有源噪声控制系统的仿真实验.4.4 窄带信号激励下有源噪声控制系统的仿真实验.4.5 基于改进的FLMS 算法的SIMULINK 仿真实验 4.6 本章小结.第五章 结论与展望 参考文献

参考文献

[1] 徐永成,温熙森,陈循等.有源消声技术与应用述评[J].国防科技大学学报,2001,23(2): 119-124.[2] 马大猷.噪声与振动控制工程手册[M].北京：机械工业出版社,2002.[3] 方丹群,王文奇,孙家麒.噪声控制[M].北京：北京出版社,1986.[4] 吕玉恒,王庭佛.噪声与振动控制设备及材料选用手册[M].北京：机械工业出版社,1999.[5] 董志刚.变压器的噪声[J].变压器,1995,32(12):37-41.[6] 顾晓安,沈荣瀛,徐基泰.国外变压器噪声研究的动向[J].变压器,2002,39(6)：33-38.[7] 虞兴邦,姜在秀,韩涛.变压器的噪声及其降低[J].噪声与振动控制，2001，(5):35-38.[8] 余尤好,陈宝志.大型电力变压器的噪声分析与控制[J].变压器,2007,44(6):23-27.[9] 蒋长庆.关于变压器噪音的分析及其降低方法[J].南京师大学报（自然科学版）,1995,(2):19-21.[10] 张珂,俞国华.有源降噪技术的应用与系统实现[J].机电工程,2000,17(3):27-29.[11] 陈克安,马远良.自适应有源噪声控制——原理,算法及实现[M].西安：西北工