一种低噪声电力变压器油箱制造技术

本发明专利技术提供了一种低噪声电力变压器油箱，包括油箱内层、油箱外层和设置于所述油箱内层和油箱外层之间的隔声层；所述隔声层包括网格框架和布置在所述网格框架中的多种吸隔声材料，所述吸隔声材料的布置方式由所述油箱内层和所述油箱外层结构并基于壁板透射声压最小为目标确定，本发明专利技术通过在油箱内外层之间设置以排列组合方式布置的多种吸隔声材料，可有效抑制油浸式变压器产生的低频声波在箱体结构中的投射传播，降低了噪声。降低了噪声。降低了噪声。

【技术实现步骤摘要】
一种低噪声电力变压器油箱


[0001]本专利技术涉及输变电领域，具体涉及一种低噪声电力变压器油箱。

技术介绍

[0002]随着经济建设的快速发展和城市化进程的加快，各类商务楼、公用配套建筑以及居民住宅群在不断的涌现，变压器作为配套的电力设施得到了广泛地应用，随着人们对生活质量的要求越来越高，变压器产生的噪声已对人们产生了严重影响。现有技术一般多考虑的是防止外物的侵入和电磁辐射，以免变压器损坏以及对周围环境的污染。变电站的主要噪声源是油浸式变压器，为了降低噪声对周边居民的干扰，对变压器噪声的要求越来越高，不仅仅局限于防止外物的侵入和电磁辐射，为此，有必要提出新的低噪声变压器降噪技术。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中存在的变电站中采用的油浸式变压器会产生噪声，影响周边居民的生活质量，本专利技术提出了一种低噪声电力变压器油箱，包括油箱内层、油箱外层和设置于所述油箱内层和油箱外层之间的隔声层；
[0004]所述隔声层包括网格框架和布置在所述网格框架中的多种吸隔声材料，所述吸隔声材料的布置方式由所述油箱内层和所述油箱外层结构并基于壁板透射声压最小为目标确定。
[0005]优选的，所述吸隔声材料布置方式的确定包括：
[0006]将所述油箱内层和所述油箱外层的壁板厚度、间距、箱壁入射声压函数、壁板结构的折反射能量耗散利用预先确定的适应度函数，采用粒子群算法迭代计算得到以壁板透射声压最小时对应的内部吸声材料的阻抗系数；
[0007]基于所述内部吸声材料的阻抗系数得到所述多种吸隔声材料在所述网格框架中的排列组合方式。
[0008]优选的，所述适应度函数基于优化模型以及优化模型中约束条件构建的罚函数确定。
[0009]优选的，所述优化模型包括：
[0010]基于壁板透射声压最小为目标构建的目标函数；
[0011]为所述目标函数构建壁板厚度、间距和阻抗系数的不等式约束条件。
[0012]优选的，所述壁板透射声压按下式计算：
[0013]P
t
＝P
r
‑
R(h1、h2、d、k....)
[0014]式中，P
t
为壁板透射声压；R为经过壁板结构的折反射能量耗散；P
r
为箱壁入射声压；h1、h2分别为两层板的厚度，d两层板的间距；k为内部填充吸隔声材料的阻抗系数。
[0015]优选的，所述罚函数如下式所示：
[0016][0017]式中，f
vi
：罚函数；αi和βj为惩罚因子；a和b为约束条件范围；f
vj
：优化过程中的其中一惩罚函数；v
i
：第i个粒子飞行速度；i:粒子数。
[0018]优选的，所述适应度函数计算式如下式所示：
[0019][0020]式中，fitness(P
t
)为壁板透射声压P
t
对应的适应度；f(P
t
)为壁板透射声压；f
vi
：优化过程中的其中一罚函数；f
ui
：优化过程中的另一罚函数。
[0021]优选的，所述网格框架采用菱形、三角形或圆形网格布置。
[0022]优选的，所述多种吸隔声材料包括：橡胶阻尼材料、气凝胶材料、发泡陶瓷材料、泡沫铝质材料、岩棉和金属纤维薄板中的至少两种。
[0023]优选的，所述油箱内层采用钢板；
[0024]所述油箱外层采用钢板或铝板。
[0025]优选的，所述油箱外层厚度小于所述油箱内层厚度。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0027]1、本专利技术提供了一种低噪声电力变压器油箱，包括油箱内层、油箱外层和设置于所述油箱内层和油箱外层之间的隔声层；所述隔声层包括网格框架和布置在所述网格框架中的多种吸隔声材料，所述吸隔声材料的布置方式由所述油箱内层和所述油箱外层结构并基于壁板透射声压最小为目标确定，本专利技术通过在油箱内外层之间设置以排列组合方式布置的多种吸隔声材料，可有效抑制油浸式变压器产生的低频声波在箱体结构中的投射传播，降低了噪声。
[0028]2、本专利技术采用智能算法对多种吸隔声材料进行优化组合，更好的克服变压器箱体表面振动和噪声辐射情况。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的低噪声电力变压器油箱整体结构示意图；
[0030]图2为本专利技术的低噪声电力变压器油箱剖面示意图；
[0031]图3(a)为本专利技术的隔声层内部网络框架填充不同吸隔声材料间隔排列第一种组合示意图；
[0032]图3(b)为本专利技术的隔声层内部网络框架填充不同吸隔声材料间隔排列第二种组合示意图；
[0033]图4为本专利技术采用粒子群智能算法确定隔声层内部网络框架填充吸隔声材料排列组合方法流程图；
[0034]其中，1、油箱外层；2、油箱内层，3、网格框架，4、气凝胶材料；5、阻尼材料。
具体实施方式
[0035]本专利技术公开了针对目前油浸式变压器降噪措施的不足，结合油浸式电力设备噪声传递路径，提出的一种低噪声电力变压器油箱，该技术通过合理设计，材料、结构安全可靠，可长期使用、免维护，特别适用于油浸式变压器、电抗器等油浸式电力设备油箱的噪声控制，而且降噪效果明显。
[0036]本专利技术在变压器油箱内外壁中间增加矩形框架夹层结构，配以一定的附加橡胶材料和气凝胶材料，起到抑制低频声波在变压器箱体结构中的透射传播作用。该方法可以有效的提高变压器油箱壁的隔声量，降低变压器的辐射噪声。
[0037]实施例1：一种低噪声电力变压器油箱，如图1和图2所示，包括油箱内层、油箱外层、网格框架及内部填充材料。
[0038]所述油箱内层为钢板，内层直接与变压器绝缘油接触，内层钢板表面需按常规变压器进行涂装。
[0039]所述油箱外层为钢板或铝板，外层表面与空气接触，需按常规变压器进行外部涂装，防止金属板和焊接处锈蚀。
[0040]所述网格框架安装在油箱内外层中间，框架主体可选择金属材质，也可采用非金属材质，呈矩形网格状布置，也可采用菱形、三角形或圆形网格布置，如图3(a)和图3(b)所示，依据内部填充吸隔声材料的阻抗系数k的取值确定不同填充吸隔声材料的排列组合方式，图3(a)为气凝胶材料4和阻尼材料5依次间隔设置；而图3(b)中气凝胶材料4和阻尼材料5也是间隔设置，但是阻尼材料5和气凝胶材料4均位于同一列。
[0041]所述网格框架中每个单元填充吸隔声材料，主要为气凝胶材料和橡胶阻尼材料。
[0042]所述网格框架中填充的两种材料分布排列组合需专门设计，根据变压器箱体表面振动和噪声辐射情况，采用智能算法进行优化排列组合，得出最优的排列组合，如图4所示：
[0043](1)设定变压器箱体壁隔声性能参数；
[0044](2)初始化粒子群速度和位置；
[0045](3)声学有限元软件计算透射声压P
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低噪声电力变压器油箱，其特征在于，包括油箱内层、油箱外层和设置于所述油箱内层和油箱外层之间的隔声层；所述隔声层包括网格框架和布置在所述网格框架中的多种吸隔声材料，所述吸隔声材料的布置方式由所述油箱内层和所述油箱外层结构并基于壁板透射声压最小为目标确定。2.如权利要求1所述的低噪声电力变压器油箱，其特征在于，所述吸隔声材料布置方式的确定包括：将所述油箱内层和所述油箱外层的壁板厚度、间距、箱壁入射声压函数、壁板结构的折反射能量耗散利用预先确定的适应度函数，采用粒子群算法迭代计算得到以壁板透射声压最小时对应的内部吸声材料的阻抗系数；基于所述内部吸声材料的阻抗系数得到所述多种吸隔声材料在所述网格框架中的排列组合方式。3.如权利要求2所述的低噪声电力变压器油箱，其特征在于，所述适应度函数基于优化模型以及优化模型中约束条件构建的罚函数确定。4.如权利要求3所述的低噪声电力变压器油箱，其特征在于，所述优化模型包括：基于壁板透射声压最小为目标构建的目标函数；为所述目标函数构建壁板厚度、间距和阻抗系数的不等式约束条件。5.如权利要求4所述的低噪声电力变压器油箱，其特征在于，所述壁板透射声压按下式计算：P
t
＝P
r
‑
R(h1、h2、d、k....)式中，P
t
为壁板透射声压；R为经过壁板结构的折反射能量耗散；P
r
为箱壁入射声压；h...

【专利技术属性】
技术研发人员：马裕超，莫娟，郑中原，李想，张佳成，徐金，杨臻，刘桂华，李毅刚，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司电力科学研究院国网天津市电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：