隨著大容量電網(wǎng)時(shí)代的到來，電網(wǎng)中安裝的非線性負(fù)載越來越多，非線性負(fù)載上的正弦波電壓發(fā)生畸變?yōu)橹C波。電抗器和變壓器也安裝在人口密集的地區(qū)，因此，變壓器和電抗器在工作過程中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)噪聲；諧波振動(dòng)噪聲的存在尤其明顯，這導(dǎo)致了人們對(duì)環(huán)境噪聲污染日益關(guān)注。
為了解決噪聲問題，可以通過對(duì)校正油浸式電抗器油箱底座進(jìn)行定時(shí)與定期的調(diào)整等措施來降噪，但這些降噪方法通常不能在隔離和降噪方面解決振動(dòng)問題的根本原因。電抗器鐵心的鐵磁材料主要為硅鋼板，硅鋼的磁疇在外磁場(chǎng)作用下會(huì)向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。硅鋼板的形狀和尺寸的外在表現(xiàn)是會(huì)發(fā)生納米尺寸的縮短或伸長(zhǎng)現(xiàn)象；這種現(xiàn)象被稱為磁致伸縮。電抗器鐵心因磁致伸縮引起的振動(dòng)，其振動(dòng)周期與施加激勵(lì)的頻率密切相關(guān)。由于鐵心氣隙較大，電磁力較大，因此由鐵心振動(dòng)引起的電磁力不容忽視。
來自尼赫魯科技管理學(xué)院的Asif Momin等研究人員對(duì)來自電抗器的主要振動(dòng)源鐵心的振動(dòng)問題進(jìn)行了研究。為了降低電抗器振動(dòng)噪聲，保證電抗器和電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，研究人員通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量對(duì)鐵心電抗器的鐵心片疊層方向彈性模量進(jìn)行了修正，同時(shí)考慮了硅鋼片的機(jī)械參數(shù)結(jié)構(gòu)異向性。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了電抗器的仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并提出了電抗器鐵心振動(dòng)性能的減振方案。研究人員構(gòu)建了一個(gè)帶有可拆卸鐵心片的串聯(lián)鐵心電抗器模型，并測(cè)試了電抗器鐵心的振動(dòng)性能。采用慣性振動(dòng)測(cè)量法，直接將儀器固定在被測(cè)物體上，通過傳感器與被測(cè)物體一起振動(dòng)，獲得物體的絕對(duì)振動(dòng)位移波形，進(jìn)而得到其他振動(dòng)參數(shù)。同時(shí)為了探討改變鐵心片間氣隙長(zhǎng)度對(duì)電抗器振動(dòng)的影響，并通過模擬計(jì)算篩選，改進(jìn)后的電抗器氣隙排列為1mm、0.5mm、2mm、1mm、0.5mm和1mm，而未改進(jìn)的電抗器保持1mm的均勻氣隙排列。測(cè)試結(jié)果表明，改進(jìn)后的電抗器整體振動(dòng)加速度值略低于改進(jìn)前的，最大點(diǎn)降低了8.051%。
圖1 鐵心模態(tài)實(shí)驗(yàn)中測(cè)試點(diǎn)和敲擊點(diǎn)的分布：(a)物理繪圖，(b)鐵心測(cè)試點(diǎn)圖
此外，還探討了鐵心硅鋼片排列方式對(duì)電抗器振動(dòng)的影響，通過模擬計(jì)算后，改進(jìn)后的電抗器鐵心硅鋼片排列為50AW400、30Q120、50AW400、30Q120、50AW400，而對(duì)照組的電抗器鐵心硅鋼片排列為五片30Q120。測(cè)量結(jié)果表明，改進(jìn)硅鋼片排列方式后，電抗器的振動(dòng)加速度平均降低了5.107%，雖然振動(dòng)降低效果不如調(diào)整氣隙排列方式明顯，但兩者并不沖突，可以綜合應(yīng)用。綜合應(yīng)用氣隙長(zhǎng)度和硅鋼片排列方式后，重新測(cè)量了電抗器的振動(dòng)參數(shù)，測(cè)量結(jié)果表明，通過綜合改進(jìn)方案，整體平均振動(dòng)加速度降低了約11.60%，從而有效地降低了電抗器的振動(dòng)。
圖2 電抗器鐵心模擬模型圖
圖3 硅鋼板的磁致伸縮與磁通密度的擬合曲線：(a) 30Q120，(b) 50AW40
總的來說，研究人員的研究結(jié)果揭示了電抗器的磁致伸縮力和電磁力在不同方向上對(duì)振動(dòng)的影響不同，尤其是兩者共同作用時(shí)，電抗器鐵心在z方向上的振動(dòng)加速度幅值最大；在測(cè)量了不同鐵心盤間氣隙長(zhǎng)度和電工鋼片排列方式對(duì)電抗器振動(dòng)加速度的影響中，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過綜合改進(jìn)后，電抗器的減振效果約為11.6%。這些發(fā)現(xiàn)為電抗器的減振降噪研究提供了重要的理論依據(jù)。
來源：《Analysis of the Vibration Characteristics and Vibration Reduction Methods of Iron Core Reactor》
為了解決噪聲問題，可以通過對(duì)校正油浸式電抗器油箱底座進(jìn)行定時(shí)與定期的調(diào)整等措施來降噪，但這些降噪方法通常不能在隔離和降噪方面解決振動(dòng)問題的根本原因。電抗器鐵心的鐵磁材料主要為硅鋼板，硅鋼的磁疇在外磁場(chǎng)作用下會(huì)向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。硅鋼板的形狀和尺寸的外在表現(xiàn)是會(huì)發(fā)生納米尺寸的縮短或伸長(zhǎng)現(xiàn)象；這種現(xiàn)象被稱為磁致伸縮。電抗器鐵心因磁致伸縮引起的振動(dòng)，其振動(dòng)周期與施加激勵(lì)的頻率密切相關(guān)。由于鐵心氣隙較大，電磁力較大，因此由鐵心振動(dòng)引起的電磁力不容忽視。
來自尼赫魯科技管理學(xué)院的Asif Momin等研究人員對(duì)來自電抗器的主要振動(dòng)源鐵心的振動(dòng)問題進(jìn)行了研究。為了降低電抗器振動(dòng)噪聲，保證電抗器和電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，研究人員通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量對(duì)鐵心電抗器的鐵心片疊層方向彈性模量進(jìn)行了修正，同時(shí)考慮了硅鋼片的機(jī)械參數(shù)結(jié)構(gòu)異向性。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了電抗器的仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并提出了電抗器鐵心振動(dòng)性能的減振方案。研究人員構(gòu)建了一個(gè)帶有可拆卸鐵心片的串聯(lián)鐵心電抗器模型，并測(cè)試了電抗器鐵心的振動(dòng)性能。采用慣性振動(dòng)測(cè)量法，直接將儀器固定在被測(cè)物體上，通過傳感器與被測(cè)物體一起振動(dòng)，獲得物體的絕對(duì)振動(dòng)位移波形，進(jìn)而得到其他振動(dòng)參數(shù)。同時(shí)為了探討改變鐵心片間氣隙長(zhǎng)度對(duì)電抗器振動(dòng)的影響，并通過模擬計(jì)算篩選，改進(jìn)后的電抗器氣隙排列為1mm、0.5mm、2mm、1mm、0.5mm和1mm，而未改進(jìn)的電抗器保持1mm的均勻氣隙排列。測(cè)試結(jié)果表明，改進(jìn)后的電抗器整體振動(dòng)加速度值略低于改進(jìn)前的，最大點(diǎn)降低了8.051%。
圖1 鐵心模態(tài)實(shí)驗(yàn)中測(cè)試點(diǎn)和敲擊點(diǎn)的分布：(a)物理繪圖，(b)鐵心測(cè)試點(diǎn)圖
此外，還探討了鐵心硅鋼片排列方式對(duì)電抗器振動(dòng)的影響，通過模擬計(jì)算后，改進(jìn)后的電抗器鐵心硅鋼片排列為50AW400、30Q120、50AW400、30Q120、50AW400，而對(duì)照組的電抗器鐵心硅鋼片排列為五片30Q120。測(cè)量結(jié)果表明，改進(jìn)硅鋼片排列方式后，電抗器的振動(dòng)加速度平均降低了5.107%，雖然振動(dòng)降低效果不如調(diào)整氣隙排列方式明顯，但兩者并不沖突，可以綜合應(yīng)用。綜合應(yīng)用氣隙長(zhǎng)度和硅鋼片排列方式后，重新測(cè)量了電抗器的振動(dòng)參數(shù)，測(cè)量結(jié)果表明，通過綜合改進(jìn)方案，整體平均振動(dòng)加速度降低了約11.60%，從而有效地降低了電抗器的振動(dòng)。
圖2 電抗器鐵心模擬模型圖
圖3 硅鋼板的磁致伸縮與磁通密度的擬合曲線：(a) 30Q120，(b) 50AW40
總的來說，研究人員的研究結(jié)果揭示了電抗器的磁致伸縮力和電磁力在不同方向上對(duì)振動(dòng)的影響不同，尤其是兩者共同作用時(shí)，電抗器鐵心在z方向上的振動(dòng)加速度幅值最大；在測(cè)量了不同鐵心盤間氣隙長(zhǎng)度和電工鋼片排列方式對(duì)電抗器振動(dòng)加速度的影響中，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過綜合改進(jìn)后，電抗器的減振效果約為11.6%。這些發(fā)現(xiàn)為電抗器的減振降噪研究提供了重要的理論依據(jù)。
來源：《Analysis of the Vibration Characteristics and Vibration Reduction Methods of Iron Core Reactor》
