【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变压器等电力设备噪声控制，具体涉及一种低噪化变压器壳体及其设计方法。
技术介绍
1、近年来，输变电设备噪声引发公众高度关注，针对变电站的噪声投诉屡见不鲜。因此，加强变电站噪声治理研究，特别是低频噪声控制技术研究，具有非常重要的现实意义。
2、变压器是变电站内重要的噪声源设备，其本体噪声产生的主要原因有：(1)硅钢片磁致伸缩引起的铁心振动；(2)漏磁引起的铁心振动；(3)漏磁引起的油箱壁振动。声(振动)传播途经相应的包括了：(1)铁心振动→内部绝缘油噪声→油箱壁振动→大气声辐射；(2)铁心振动→铁心垫脚振动→油箱壁振动→大气声辐射；(3)漏磁→油箱壁振动→大气声辐射。综合三种变压器内部声振传播途径可发现，变压器声辐射最终均由油箱壁振动引起。现有降噪技术主要从噪声传播途径中对变压器噪声进行控制，通常使用隔声罩、隔声板、隔声墙等结构，但对于噪声源本身较强的情况，仅从传播途径控制可能无法达到非常理想的降噪效果，无法从根本上解决问题；并且安装隔音罩等措施往往需要较大空间，可能会受到场地条件限制，对设备检修等造成一定不便；采取的某些措施可能会在一定程度上影响变压器的散热，需要额外考虑散热保障措施，否则影响变压器正常运行。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种低噪化变压器壳体及其设计方法，可针对变压器运行时产生的噪声进行隔声降噪，通过对变压器壳体进行优化设计达到高效噪声控制的目的，降低变电站低频噪声对外环境的影响。
2、为达到上述目的，本专利技术所述一种低
3、进一步的，隔振装置包括若干弹性元件。
4、进一步的，近壳加筋板有筋的一面和远壳加筋板有筋的侧相对设置，近壳加筋板上的筋和远壳加筋板的筋错位布置。
5、进一步的，远壳加筋板与差异化穿孔板之间具有空气层。
6、进一步的，波导层采用非金属材料制成，厚度平滑过渡。
7、进一步的，声学异构加筋板包括板体，板体一侧设置有若干正交布置的加筋，所述加筋将声学异构加筋板分隔为若干单元格，所述单元格数量与通孔数量一致。
8、进一步的，穿孔板和吸音棉通过吸音棉护板固定连接；所述近壳加筋板与远壳加筋板通过异型隔声层外围护板固定连接；所述差异化穿孔板与声学异构加筋板通过波导层外围护板固定连接。
9、一种低噪化变压器壳体的设计方法，包括以下步骤：
10、s1：确定变压器主要噪声频率f1、f2、…、fn；
11、s2：根据变压器主要噪声频率f1、…、fi对动力吸振器进行调节，使动力吸振器的固有频率与变压器主要噪声频率f1、…、fi匹配；
12、s3：根据主噪频率fi+1、…、fn及确定差异化穿孔板的开孔半径ri+1、…、rn、空腔体积vi+1、…、vn及差异化穿孔板的厚度di+1、…、dn；
13、s4：进行低噪化壳体整体结构设计。
14、进一步的，步骤s2中，采取调节质量块位置的方式来改变动力吸振器的固有频率。
15、进一步的，步骤s3包括以下步骤：
16、s3.1、根据变压器主噪频率fi+1、…、fn确定对应差异化穿孔板指定单元的共振频率fk(k＝i+1,…,n)；
17、s3.2、根据差异化穿孔板指定单元的共振频率fk(k＝i+1,…,n)确定指定单元开孔半径rk、空腔体积vk及差异化穿孔板厚度dk；
18、以满足式(1)的开孔半径、空腔体积及板厚度为差异化穿孔板指定单元的开孔半径rk、空腔体积vk及差异化穿孔板厚度dk：
19、
20、其中，c为声速，sk(k＝i+1,…,n)为指定单元开孔面积，sk＝2πrk；dk为差异化穿孔板指定单元等效厚度，且dk＝dk+16rk/3π。
21、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益的技术效果：
22、(1)本专利技术中，近壳加筋板与远壳加筋板组合形成的加筋双层板结构质量轻、隔声性能好，入射声波会反复在近壳加筋板与远壳加筋板之间传播，在传播过程中，经过近壳加筋板与远壳加筋板的反射与透射，再加上板间声振弱耦合作用，其能量得到了很大的衰减隔离，噪声控制效果良好。
23、(2)本专利技术中动力吸振器调节出i个不同固有频率进行组合，针对变压器主要噪声频率f1、…、fi进行声振能量吸收。
24、(3)本专利技术中差异化穿孔板开设有n-i种直径大小不同的圆孔，与声学异构加筋板组合构成共振频率为fi+1、…、fn的亥姆霍兹共振腔，当入射声波频率分别与共振腔的自振频率一致时，入射声波激发共振吸声结构产生振动，并使空腔共振声压幅值达到最大，从而消耗声能。
25、变压器壳体低噪化设计具有以下优点：
26、(1)变压器低噪壳体自带低频滤波作用，较经典变压器辐射噪声要小很多；
27、(2)低噪壳体属于变压器部件，降噪设计与处理均发生在变电站投运前，对变电站运行不存在任何影响，无变电站投运后进行降噪处理存在的一些列安全风险；
28、(3)低噪壳体与经典变压器壳体差别不大，额外需要的空间少，同时，其设计与变压器其他设备同步进行，对后续检修运维无影响。将有力推动变电站安静化运行。
29、本专利技术可应用于变压器工作运行时振动噪声过大的治理，通过多层结构对噪声振动进行多重吸隔声，噪声控制效果显著，且结构简单，所用部件种类、数量少，质量轻，部件加工及组装过程简单易操作。该低噪化变压器壳体结构可靠，具有良好的实用前景。
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1.一种低噪化变压器壳体，其特征在于，包括依次连接的变压器内壳(1)、隔振装置(2)、穿孔板(3)、吸音棉(4)、近壳加筋板(5)、远壳加筋板(6)、差异化穿孔板(8)和声学异构加筋板(10)，所述远壳加筋板(6)靠近差异化穿孔板(8)一侧设置有若干动力吸振器(7)，所述声学异构加筋板(10)中填充有波导层(9)；所述差异化穿孔板(8)上开设有若干直径大小不同的通孔，所述通孔与声学异构加筋板(10)形成不同共振频率的亥姆霍兹共振腔。
2.根据权利要求1所述的一种低噪化变压器壳体，其特征在于，所述隔振装置(2)包括若干弹性元件。
3.根据权利要求1所述的一种低噪化变压器壳体，其特征在于，所述近壳加筋板(5)有筋的一面和远壳加筋板(6)有筋的侧相对设置，近壳加筋板(5)上的筋和远壳加筋板(6)的筋错位布置。
4.根据权利要求1所述的一种低噪化变压器壳体，其特征在于，所述远壳加筋板(6)与差异化穿孔板(8)之间具有空气层。
5.根据权利要求1所述的一种低噪化变压器壳体，其特征在于，所述波导层(9)采用非金属材料制成，厚度平滑过渡。
...【技术特征摘要】
1.一种低噪化变压器壳体，其特征在于，包括依次连接的变压器内壳(1)、隔振装置(2)、穿孔板(3)、吸音棉(4)、近壳加筋板(5)、远壳加筋板(6)、差异化穿孔板(8)和声学异构加筋板(10)，所述远壳加筋板(6)靠近差异化穿孔板(8)一侧设置有若干动力吸振器(7)，所述声学异构加筋板(10)中填充有波导层(9)；所述差异化穿孔板(8)上开设有若干直径大小不同的通孔，所述通孔与声学异构加筋板(10)形成不同共振频率的亥姆霍兹共振腔。
2.根据权利要求1所述的一种低噪化变压器壳体，其特征在于，所述隔振装置(2)包括若干弹性元件。
3.根据权利要求1所述的一种低噪化变压器壳体，其特征在于，所述近壳加筋板(5)有筋的一面和远壳加筋板(6)有筋的侧相对设置，近壳加筋板(5)上的筋和远壳加筋板(6)的筋错位布置。
4.根据权利要求1所述的一种低噪化变压器壳体，其特征在于，所述远壳加筋板(6)与差异化穿孔板(8)之间具有空气层。
5.根据权利要求1所述的一种低噪化变压器壳体，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：耿明昕，马建刚，白晓春，孙强，魏小龙，吴健，张涵，姚金雄，赵亚林，王绿，景龑，韩文，徐伟杰，刘润康，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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