Giảm thiểu tiếng ồn trong máy biến áp sử dụng vật liệu từ vô định hình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN CÔNG HUẤN GIẢM THIỂU TIẾNG ỒN TRONG MÁY BIẾN ÁP SỬ DỤNG VẬT LIỆU TỪ VÔ ĐỊNH HÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội – Năm 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN CÔNG HUẤN GIẢM THIỂU TIẾNG ỒN TRONG MÁY BIẾN ÁP SỬ DỤNG VẬT LIỆU TỪ VÔ ĐỊNH HÌNH Chuyên ngành: Kỹ thuật điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN – THIẾT BỊ ĐIỆN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS LÊ VĂN DOANH HÀ NỘI – 2015 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập lớp cao học Kỹ thuật điện – Thiết bị điện khóa 2013-2015, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, đào tạo tích lũy nhiều kiến thức cho thân phục vụ công việc Đặc biệt khoảng thời gian thực đề tài “Giảm thiểu tiếng ồn máy biến áp sử dụng vật liệu từ vô định hình” Để hoàn thành luận văn nỗ lực thân, nhận nhiều góp ý giúp đỡ thầy cô môn Thiết bị điện - điện tử, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Đặc biệt, xin trân thành cảm ơn PGS.TS Lê Văn Doanh định hướng hướng dẫn suốt trình thực luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng tìm tòi, nghiên cứu, song kiến thức hạn chế, chắn luận văn tốt nghiệp nhiều thiếu sót, mong nhận bảo, góp ý thầy cô giáo bạn đồng nghiệp Xin trân thành cảm ơn! LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu thân Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố luận văn tác giả khác Tôi xin chịu trách nhiệm nội dung cam đoan Hà Nội, ngày 20 tháng 09 năm 2015 Tác giả Nguyễn Công Huấn MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ PHẦN MỞ ĐẦU CHƢƠNG 11 TỔNG QUAN VỀ TIẾNG ỒN VÀ TIẾNG ỒN TRONG MÁY BIẾN ÁP 11 1.1 Tổng quan tiếng ồn 11 1.1.1 Khái niệm tiếng ồn 11 1.1.2 Các tiêu chuẩn tiếng ồn [3] 12 1.1.3 Các loại tiếng ồn 12 1.1.4 Tác hại tiếng ồn [3] 14 1.1.5 Quan trắc đánh giá tiếng ồn [3] 14 1.2 Tiếng ồn máy biến áp 17 1.2.1 Tổng quan tiếng ồn máy biến áp .17 1.2.2 Nguyên nhân gây tiếng ồn máy biến áp[6] 19 1.2.3 Tiếng ồn máy biến áp[10] 20 1.2.4 Đo định lƣợng tiếng ồn máy biến áp công suất lớn sinh ra[11] 24 CHƢƠNG 2: TIẾNG ỒN TRONG MÁY BIẾN ÁP CÔNG SUẤT LỚN 29 2.1 Hiện tƣợng từ giảo [18] 30 2.1.1.Hệ số từ giảo 30 2.1.2.Cơ chế tƣợng từ giảo 31 2.2 Thiết kế lõi từ để giảm tiếng ồn [10] .33 2.3 Thiết kế cuộn dây để giảm tiếng ồn máy biến áp [10] 37 2.4 Giảm tiếng ồn quạt 42 2.4.1.Tiếng ồn gây hệ thống làm mát .42 2.4.2 Điều khiển quạt thông minh với việc điều chỉnh tốc độ quạt [8] 43 CHƢƠNG 3: TIẾNG ỒN TRONG MÁY BIẾN ÁP VẬT LIỆU TỪ VÔ ĐỊNH HÌNH 48 3.1 Tổng quan máy biến áp vật liệu từ vô định hình .48 3.2 Tổng quan vật liệu từ vô định hình 50 3.2.1.Các tính chất từ vật liệu từ vô định hình 50 3.3 Nghiên cứu tiếng ồn máy biến áp lõi thép vô định hình .61 3.3.1 Lực từ Maxwell 62 3.3.2 Lực từ giảo .62 3.3.3 Lực Lorentz .64 3.4 Thực nghiệm đo dao động tiếng ồn máy biến áp lõi thép vô định hình 64 3.5 Các biện pháp giảm thiểu tiếng ồn máy biến áp lõi thép vô định hình 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT NC Đƣờng cong tiếng ồn cân NCB Đƣờng cong tiếng ồn tới hạn cân DC Thành phần chiều LV Cuộn dây hạ áp HV Cuộn dây cao áp ODWF Hệ thống làm mát dầu nƣớc cƣỡng SPL Mức áp suất âm ZDKH Lá thép chất lƣợng cao DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Mức áp suất âm tƣơng đƣơng số nguồn ồn thƣờng gặp.[3] 11 Bảng 1.2 Giới hạn tối đa cho phép tiếng ồn môi trƣờng (TCVN26:2010/BTNMT) 12 Bảng 1.3 Kết đo tiếng ồn bốn máy biến áp 28 Bảng 2.1 Mức ồn cho phép biến áp 100 MVA làm mát ODWF[10] .29 Bảng 2.2 Mức ồn cho phép máy biến áp 300 MVA làm mát ODWF[10] .29 Bảng 3.1.Tóm tắt tính so sánh tôn silic cán nguội tinh thể định hƣớng thép vô định hình 49 Bảng 3.2 Tính so sánh MBA 25 kVA, 15/0,4 kV vật liệu từ vô định hình tôn silic cán nguội định hƣớng Viện EPRI Hoa Kỳ 49 Bảng 3.3 Các đặc tính vật liệu từ 59 Bảng 3.4 Độ dãn dài số vật liệu từ 63 Bảng 3.5 Các tính chất thép vô định hình .67 Bảng 3.6: Quan hệ công suất âm theo độ từ cảm lõi 68 Bảng 3.7: Công suất kích từ theo từ cảm lõi .68 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mức độ âm ngày dB (A)[8] 11 Hình 1.2 Sơ đồ khối mạch đo mức âm 16 Hình 1.3 Hình ảnh máy biến áp 18 Hình 1.4 Khu vực cho phép đo tiếng ồn vị trí điểm đo 22 cho trạm biến áp 112 MVA 22 Hình 1.5 Buồng thí nghiệm đo tiếng ồn 25 Hình 1.6 Buồng kiểm tra độ ồn 25 Hình 1.7 Mức áp suất âm theo ba tần số (200, 650 2000 Hz) khoảng cách từ nguồn âm đến máy đo 26 Hình 1.8 Đƣờng cong mức áp suất âm theo tần số tiếng ồn 27 Hình 1.9 Bốn biến áp thử nghiệm 28 Hình 2.1 Cơ chế tƣợng từ giảo tƣơng tác spin- quỹ đạo phân bố đám mây điện tử 31 Hình 2.2 Hình ảnh mô tả chế hiệu ứng từ giảo………………………… ……31 Hình 2.3 Phƣơng pháp ghép thép biến áp thông dụng 34 Hình 2.4 Lực từ khu vực xung quanh ghép nối thép biến áp thành phần trụ gông từ lõi 34 Hình 2.5 Thắt chặt trụ lõi từ với gông từ đƣợc tháo trình lắp ráp 35 Hình 2.6 Lõi từ đƣợc thắt chặt 36 Hình 2.7 Tiết diện gông thắt chặt lõi từ 36 Hình 2.8 Mô CAD phận máy biến áp 37 Hình 2.9 Ghép mạch từ dây quấn máy biến áp 38 Hình 2.10 Làm cuộn dây cho máy biến áp 112 MVA máy ngang 38 Hình 2.11 Biến dạng cuộn dây ngắn mạch 39 Hình 2.12 Phần tử cách điện tạo sức bền chịu độ rung dây dẫn cuộn dây 39 Hình 2.13 Từ trƣờng tản không gian cuộn dây: 40 Hình 2.14 Mô hình ba chiều cuộn dây máy biến áp 40 Hình 2.15 Phân tích biến dạng phƣơng pháp MFE 41 Hình 2.16 Dây dẫn chuyển vị để làm cuộn dây 41 Hình 2.17 Quạt làm mát máy biến áp công suất lớn.[10] 42 Hình 2.18 Độ ồn theo đƣờng kính cánh quạt, số lƣợng cực khả làm mát quạt 43 Hình 2.19 Các phận quạt theo công nghệ EC 45 Hình 2.20 Mức ồn so sánh quạt AC (khối bên trái) với 16 quạt EC(khối bên phải) 45 Hình 2.21 Sơ đồ nhìn từ máy biến áp với hệ thống dây điện điều khiển tốc độ quạt theo quy trình công nghệ 46 Hình 2.22 Bộ ghép nối máy biến áp 40/50 MVA với điều khiển tốc độ quạt làm mát theo quy trình công nghệ ONAN / ONAF với điều khiển theo công nghệ EC sản xuất Đức năm 2009 47 Hình 3.1 Hình ảnh vật liệu vô định hình…………………………… ……… …50 Hình 3.2.Mô hình dị hƣớng ngẫu nhiên .51 Hình 3.3.Dị hƣớng từ hiệu dụng vật liệu nanomet với định hƣớng ngẫu nhiên hạt phụ thuộc kích thƣớc hạt D 51 Hình 3.4 Lực kháng từ HC phụ thuộc vào kích thƣớc hạt D vật liệu mềm 52 Hình 3.5: Sơ đồ mô tả sản phẩm vật liệu vô định hình 60 Hình 3.6: Máy biến áp pha 50 kVA - kV/210 V 60 Hình 3.7: Máy biến áp pha: a) trụ ; b) trụ 61 Hình 3.8: Máy biến áp khô pha 1000 kVA - kV/210V 61 Hình 3.9 a: Cơ chế lực Maxwell tác động Hình 3.9 b: Cơ chế lực từ giảo tác động 63 Hình 3.10: Thí nghiệm xác định dao động tiếng ồn máy biến áp 64 Hình 3.11: Dao động cực đại mẫu thử, hình a với tần số 1,63kHz, hình b ứng tần số 3,23kHz, hình c ứng với tần số 3,5kHz 65 Hình 3.12: Lực Maxwell tác động lên bề mặt lõi, lên khe hở không khí lực Lorentz tác động lên dây quấn 65 Hình 3.13: Sơ đồ thử nghiệm dao động lõi thép máy biến áp 66 +) Tổn hao công suất lõi dẫn từ Tổn hao lƣợng chu kỳ trƣờng xoay chiều đƣợc xác định đƣờng cong từ trễ động Đƣờng trễ động rộng đƣờng trễ tĩnh trƣờng chiều có mặt tổn hao từ trễ tĩnh (Ph) có tổn hao dòng xoáy (Pe) Nhƣ trƣờng xoay chiều, tổng tổn hao công suất lõi đƣợc viết nhƣ sau: PT  Ph  Pe  K h f.B Xm V  K e f c B 2m V (3.13) Vì cảm ứng từ bão hòa (Bm), thể tích mẫu (V) độ dày vật liệu dát mỏng (c) số nên tần số f không đổi phƣơng trình (3.13) viết : PT  α.B Xm  β.B 2m : (3.14) α  K h f.V β  K e c V.f Có thể thấy PT tỷ lệ với bình phƣơng cảm ứng từ Bm (PT ~ Bm2) Mặt khác, tổng tổn hao công suất lõi PT tổng Ph Pe phụ thuộc vào tính chất từ tính chất điện vật liệu đƣợc viết nhƣ sau: f. HdB 1,6.f t B2 PT  Ph  Pe   γ γ.ρ (3.15) Trong đó: + PT (W/kg) + f : tần số (s-1) + t : bề dày + B : cảm ứng từ (T) + γ : mật độ (kg/m3) + ρ: điện trở suất (ῼ m) Ta thấy PT  Ph  Pe  a.f  b.f PT  a  b.f f 57 (3.16) Ph = a.f ~ f (J/m3 , W/kg) Pe = b.f ~ f2 (J/m3 , W/kg) a   HdB γ liên quan tới tính chất từ vật liệu 1,6.t2 B2 b liên quan tới tính chất điện vật liệu γρ Có thể thấy, vật liệu từ có HC nhỏ dẫn đến tổn hao từ trễ nhỏ, hệ số a nhỏ, điện trở suất lớn hệ số b nhỏ Nhƣ vậy, vật liệu từ có tính chất từ tốt có đồng thời hệ số a b nhỏ Nhƣ vậy, Tổn hao máy biến áp (MBA) gồm thành phần: Tổn hao dây quấn – gọi tổn hao đồng; Tổn hao sắt từ lõi thép lõi thép - gọi tổn hao không tải Tổn hao không tải bao gồm tổn hao từ trễ tổn hao phu cô Tổn hao từ trễ phụ thuộc vào chất vật liệu, muốn giảm thành phần cần sử dụng vật liệu sắt từ chất lƣợng cao.Tổn hao phu cô, phụ thuộc vào điện trở suất độ dầy thép (cấu trúc vật lý vật liệu), muốn giảm thành phần tăng điện trở suất thép, sử dụng thép mỏng chế tạo mạch từ e) Khả ứng dụng Vật liệu từ mềm đƣợc đặc trƣng tính chất từ mềm sau: - Cảm ứng từ bão hòa BS cao - Lực kháng từ HC nhỏ - Bề dày từ nhiên t nhỏ - Điện trở suất ρ lớn Ta thấy vật liệu từ mềm vô định hình nanomet có tổn hao từ trễ (Ph) nhỏ có HC nhỏ BS cao, tổn hao dòng xoáy (Pe) nhỏ có bề dày tự nhiên nhỏ, điện trở suất ρ lớn Tổn hao lƣợng tổng cộng PT lõi dẫn từ bao gồm tổn hao từ trễ tổn hao dòng xoáy nhỏ Nhƣ tăng tần số làm việc f giảm kích thƣớc lõi Lõi dẫn từ vô định hình nano tinh thể có khả hoạt động dải tần số tới 100 kHz, có BS cao tổn hao lõi P nhỏ 58 Vật liệu từ vô định hình nano tinh thể dùng thiết bị: máy tính cá nhân, thiết bị đo lƣờng, thiết bị y tế, máy thu hình, máy hàn tần số cao, đầu ghi từ nhiều loại sensor,… Lõi dẫn từ vô định hình đƣợc sử dụng phổ biến dƣới dạng nửa chữ U Băng vô định hình đƣợc thành xuyến, xử lý nhiệt, tẩm sấy, gắn keo epoxy, cắt đôi thành hai nửa chữ U Các đặc tính vật liệu từ đƣợc cho bảng 3.3 Bảng 3.3 Các đặc tính vật liệu từ Tính chất Thép Thép VĐH cán nguội Suất tổn hao (W/kg) 0.23 1.72 Thép VĐH Suất từ hóa (VA/kg) 0.37 5.2 1,36 Tesla Một số đặc tính Ghi Thép cán Từ tính Từ cảm bão hòa BS( T) 1.54 1.86 nguội Điện trở suất (∙cm) 130 50 1,74 Tesla Bề dày thép (m) 30 270-300 Khối lƣợng riêng (g/cm3) 7.18 7.65 Độ cứng (Hv) 900 210 Tính chất vật lý g) Một số sản phẩm ứng dụng - Vật liệu vô định hình đƣợc sử dụng nhiều ngành công nghiệp quân vài thập kỷ qua Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, vật liệu vô định hình ngày đƣợc sử dụng nhiều Đáng ý sử dụng vào chế tạo lõi thép cho máy biên áp Sau sơ đồ mô tả sản phẩm ứng dụng vật liệu vô định hình nhƣ hình 3.5 59 Hình 3.5: Sơ đồ mô tả sản phẩm vật liệu vô định hình - Ứng dụng vào chế tạo lõi máy biến áp phân phối pha pha: Dùng vật liệu vô định hình làm lõi thép máy biến áp pha, pha (máy biến áp dầu máy biến áp khô) giải pháp tiết kiệm lƣợng Công ty Hitachi [22] Sau máy biến áp vô định hình: Hình 3.6: Máy biến áp pha 50 kVA - kV/210 V 60 + Máy biến áp dầu pha: Hình 3.7: Máy biến áp pha: a) trụ ; b) trụ + Máy biến áp khô pha: Hình 3.8: Máy biến áp khô pha 1000 kVA - kV/210V 3.3 Nghiên cứu tiếng ồn máy biến áp lõi thép vô định hình Trong mục trƣớc ta nghiên cứu ảnh hƣởng vật liệu từ vô định hình phƣơng diện tổn hao lƣợng Để nghiên cứu tiếng ồn máy biến áp nói chung máy biến áp có lõi thép vô định hình nói riêng cần việc tìm nguyên nhân gây tiếng ồn ứng suất phát sinh máy biến áp Có hai phƣơng pháp nghiên cứu tiếng ồn máy biến áp: 61 - Phƣơng pháp mô hình hóa dựa hệ phƣơng trình vi phân diễn tả quan hệ ứng suất, biến dạng kích thích điện từ theo kích thƣớc máy biến áp Phƣơng pháp có lợi có tính tổng quát cao, thích hợp với phƣơng pháp số phần mềm mô - Phƣơng pháp thực nghiệm dựa việc đo đại lƣợng âm (cƣờng độ, tần số) vị trí khác máy biến áp Phƣơng pháp có lợi dễ dàng tìm vị trí có ứng suất âm lớn, dễ tìm giải pháp giảm thiểu tiếng ồn, nhiên thực nghiệm đòi hỏi nhiều thời gian công sức 3.3.1 Lực từ Maxwell  Lực từ Maxwell F tác động lên vi phân bề mặt dS, nằm từ trƣờng có    cƣờng độ từ trƣờng H cƣờng độ từ cảm B có chiều n vuông góc với dS đƣợc xác định theo phƣơng trình:       F   H (B.n )  ( H B).n )dS (3.17) Đây toán trƣờng, để giải cần biết đặc tính môi trƣờng chất, điều kiện biên nguồn kích thích Bài toán giải đƣợc phƣơng pháp giải tích hình dáng mặt S đối xứng Trên hình 3.9a biểu diễn lực từ Maxwell tác động lên thép lõi thép hình chữ U Lực có tác dụng đẩy lớp lực hút phần ghép nối (có khe hở không khí) Lá thép đoạn lõi chữ U chịu lực Maxwell lớn 3.3.2 Lực từ giảo Nói chung khó xây dựng công thức giải tích xác định lực từ giảo hệ thống hỗn hợp - điện Các công trình nghiên cứu lực từ giảo chủ yếu dựa việc mô gần tƣợng Giả thiết lõi thép chịu lực từ giảo bị kéo dãn nén lại Lõi thép bị biến dạng dài ∆l với độ dãn dài tƣơng đối  l (µm/m) l (3.18) 62 Trên hình 3.9b ta nhận thấy thép bị kéo dãn dài phần hình chữ U, thép đoạn lõi chữ U chịu lực từ giảo lớn Hình 3.9 a: Cơ chế lực Maxwell tác động Hình 3.9 b: Cơ chế lực từ giảo tác động lên mặt cắt lõi thép lên mặt cắt lõi thép λ tỷ lệ với bình phƣơng từ thông mặt phẳng từ giảo bão hòa lõi thép không chịu ứng suất trị số λ số vật liệu từ đƣợc cho bảng 3.4 sau Bảng 3.4 Độ dãn dài số vật liệu từ λ(µm/m) Vật liệu 2605SA1 (vô định hình) 27 VITROPERM500F (Nano tinh thể) 0,5 3% Silic 10 6% Silic TDK PE(90) Ferrit -0,6a 63 3.3.3 Lực Lorentz Khi dòng điện chạy dây quấn có mật độ J nằm từ trƣờng chịu lực Lorentz    F  JxB (3.19) Nói chung lực Lorentz có vai trò không đáng kể so với lực Maxwellvà lực từ giảo, nhiên lực tác động lên dây quấn nguồn gốc gây tiếng ồn thƣờng đƣợc xác định phƣơng pháp thực nghiệm dựa kết đo 3.4 Thực nghiệm đo dao động tiếng ồn máy biến áp lõi thép vô định hình Trong [5] tác giả tiến hành đo phân tích tín hiệu mẫu cảm biến dao động micro chuyển tới (hình 3.10) Hình 3.10: Thí nghiệm xác định dao động tiếng ồn máy biến áp Ở tác giả sử dụng cảm biến dao động micro đóng vai trò cảm biến âm Các tín hiệu đƣợc chuyển đến thu thập liệu số cho phép giám sát, phân tích, đo đạc ghi liệu kết Trên hình 3.11 kết dao động cực đại mẫu thử, hình a ứng với tần số 1,63kHz, hình b ứng với tần số 3,23kHz hình c ứng với tần số 3,5kHz 64 Hình 3.11: Dao động cực đại mẫu thử, hình a với tần số 1,63kHz, hình b ứng tần số 3,23kHz, hình c ứng với tần số 3,5kHz Ảnh hƣởng lực Maxwell tác động lên bề mặt lõi, lên khe hở không khí lực Lorentz tác động lên dây quấn đƣợc thể hình 3.12 Hình 3.12: Lực Maxwell tác động lên bề mặt lõi, lên khe hở không khí lực Lorentz tác động lên dây quấn Trong [6] tác giả tiến hành đo phân tích dao động máy biến áp lõi thép vô định hình Máy biến áp ba pha thử nghiệm SBH 15-10 10/0,4 AMASCDT công suất 10kVA Trên hình 3.13 thử nghiệm đƣợc tiến hành chế độ: 65 - Không tải - Ngắn mạch - Có tải cảm biến dao động đặt xà ốp thùng dầu cho thấy vị trí có biên độ dao động lớn xảy xà ép thùng dầu, dao động lớn pha a pha c Hình 3.13: Sơ đồ thử nghiệm dao động lõi thép máy biến áp vô định hình 10kVA a Chế độ không tải b Chế độ ngắn mạch c Chế độ có tải d Vị trí lắp đặt cảm biến 66 3.5 Các biện pháp giảm thiểu tiếng ồn máy biến áp lõi thép vô định hình Để giảm thiểu tiếng ồn máy biến áp vật liệu từ vô định hình có giải pháp sau đây: Lựa chọn vật liệu từ vô định hình chất lƣợng cao, có suất tổn hao thấp mức ồn thấp Ví dụ Hitachi Metal đƣa loại thép vô định hình 2605HB1 thay cho loại thông dụng 2605SA1 có mật độ từ cảm cực đại cao 5% suất tổn hao thấp hơn, độ ồn giảm (bảng 3.5) Ủ phục hồi từ tính lõi sau trình gia công cải thiện đặc tính từ lõi đồng thời giảm tiếng ồn máy biến áp vận hành Bảng 3.5 Các tính chất thép vô định hình Tính Lá thép vô định hình Lá thép vô định hình 2605HB1 thông dụng Cƣờng độ từ cảm max 1,64 1,56 Suất tổn hao PC (W/kg) , 0,063 0,07 50Hz, 1,3T Theo phát minh Patent WO2013063307A1 [7] việc thực chế tạo lõi thép vô định hình theo quy trình giảm mức ồn 6-10dB so với quy trình chế tạo lõi thép truyền thống Nội dung quy trình là: - Lõi thép đƣợc đặt thùng dầu có chân bố trí theo hình chữ nhật, chân chân đặt đối diện miếng đệm trùm lên nhau, chân chân đặt miếng đệm nhiều lớp không trùm lên Các miếng đệm có độ bền cơ, độ bền điện cao, chịu nhiệt tốt - Thay cho việc sử dụng vật liệu nhựa epoxy để tăng cƣờng độ bền lõi lõi đƣợc quấn băng cách điện không từ tính có độ bền học cao 250N/cm, độ bền điện cao 3000V 5000V theo quy trình quấn đặc biệt Nhựa epoxy chóng bị lão hóa môi trƣờng nhiệt độ cao lõi làm cho lõi bị rung sau thời gian sử dụng, lõi phủ epoxy khó đƣợc tái chế so với sử dụng băng cách điện Bảng 3.6 sau cho quan hệ công suất âm theo độ từ cảm lõi với loại lõi khác 67 Kiểu Lõi Bảng 3.6: Quan hệ công suất âm theo độ từ cảm lõi Công suất âm (dB) Cảm ứng từ B(T) 50Hz 1.0 T 1.1 T 1.2 T 1.3 T 1.35 T 1.4 T 1.45 T 1.5 T Băng – A 31.9 34.3 37.4 42 44.7 47.9 51.7 55.8 Băng – B 32.0 34.2 37.2 41.2 43.7 47.2 51.1 56.0 Dán 37.9 40.8 44.5 49.8 53.0 56.5 59.8 62.9 Không bọc 30.3 32.4 35.3 39.6 42.2 46.8 51.1 55.2 Băng A sản xuất lõi 4237, Băng B sản xuất lõi 1711 Công suất kích từ (không tải) theo từ cảm lõi loại lõi khác đƣợc cho theo bảng 3.7 Bảng 3.7: Công suất kích từ theo từ cảm lõi Kiểu Lõi Công suất kích từ (VA/kg) Cảm ứng từ B(T) 50Hz 1.0 T 1.1 T 1.2 T 1.3 T 1.35 T 1.4 T 1.45 T 1.5 T Băng – A 0.141 0.171 0.211 0.271 0.316 0.390 0.518 0.837 Băng – B 0.136 0.166 0.204 0.260 0.300 0.365 0.478 0.763 Dán 0.140 0.172 0.215 0.283 0.338 0.436 0.625 1.09 Không bọc 0.135 0.164 0.202 0.260 0.303 0.378 0.511 0.836 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Luận văn giải đƣợc yêu cầu mà đề tài đặt - Tổng quan tiếng ồn, tiêu chuẩn tiếng ồn, tác hại tiếng ồn, quan trắc đánh giá tiếng ồn -Tổng quan tiếng ồn máy biến áp, nguyên nhân gây tiếng ồn máy biến áp, đo đạc định lƣợng tiếng ồn máy biến áp công suất lớn - Đã nghiên cứu tƣợng từ giảo, thiết kế lõi từ, thiết kế cuộn dây, quạt làm mát giảm tiếng ồn máy biến áp công suất lớn Nghiên cứu máy biến áp sử dụng vật liệu từ vô định hình, tính chất vật liệu từ vô định hình - Nghiên cứu tiếng ồn máy biến áp lõi thép vô định hình, thực nghiệm đo dao động tiếng ồn, biện pháp giảm tiếng ồn chế tạo máy biến áp vô định hình Kiến nghị Việc chế tạo máy biến áp vô định hình ứng dụng vào môi trƣờng thực tế Việt Nam cần thiết nhƣng thiết kế chế tạo cần trọng đến việc giảm tiếng ồn cho máy biến áp Do cần quan tâm sách hợp lý nhà khoa học nhanh chóng đƣa máy biến áp vô định hình vào sản xuất sử dụng nƣớc đảm bảo an toàn thân thiện với môi trƣờng Giảm thiểu tiếng ồn đòi hỏi cần có nghiên cứu tổng thể nguyên nhân cần đƣợc tiếp tục nghiên cứu giải pháp công nghệ vật liệu, điều khiển thông minh 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Văn Bình, Lê Văn Doanh Thiết kế máy biến áp, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội - 2012 PGS Phạm Văn Bình – Lê Văn Doanh , “Máy biến áp lõi thép vô định hìnhgiải pháp đột phá tiết kiệm điện”, Tạp chí tự động hóa ngày nay,số 126-5/2011 TH.S Nguyễn Xuân Cƣờng, ô nhiễm tiếng ồn kiểm soát (noise polution and control) Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật môi trƣờng Đại học Huế Lê Thị Mai Hoa Các tính chất từ vật liệu vô định hình nano tinh thể sản xuất pilot, Luận văn cao học 2001 Peng Shuai, Jurgen Biela,(26-28.Aug.2014), “ Investigation of Acoustic Noice Sources in Medium Frequency, Medium Voltage Transformer”-Power Electronics and Application(EPE’14-ECCE Europe ) 2014 16th European Conference on, pp 1-11 Transaction of Tianjin Univ,(10/2015) “ Reduction of Vibration Noice for Amorphous Core Distribution Transformer” Vol.21 No.4 2015 Mark Robert COLUMBUS, Robert Brown, Kengo Takahashi, Ryusuke Hasegawa, (2.May.2013) “Method of reducing audible noice in magnetic cores and magnetic cores having reduced audible noice” Patent WO 2013063307A1 Tobias STIRL-Jorg HARTHUN- Frank HOFMANN,Frankfurt,(6-9 June 2011), “New trend in noise reduce of power transformer,” 21st International conference on Electricity Distribution Ruchi Negi, Prateek Singh, Gaurav Kr Shah,(May 2013), “Cause of noise generation & its mitigation in transformer,” International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Intrumentation engineering 10 Ljubomir Lukic- Mirko Djapic- Dusica Lukic- Aleksandra Petrovic,(Nis 1719.10.2012), “Aspect of design of power transformers for noise reduction,” 23rd national conference & 4th international conference Serbia 11 Menno van der Veen,Corresponding Author, ennovdv@noord.bart.nl,Francisco de leon, Brian Gladstone, Valeriu manufacturing Tatu, Plitron inc techinfo@plitron.com, “Measuring acoustic noise emitted by power transformers,” 70 12 A J Moses, P I Anderson, T Phophongviwat and S Tabrizi, Institute of Energy, Cardiff University, Cardiff, UK, (31st Aug - 3rd sept 2010), “Contribution of magenetostriction to transformer noise”, UPEC2010 13 A.Belahcen, Magnetoelasticity, (August 2004), “Magnetic Force and Magnetostriction in Electrical machines,” Doctoral thesis, Helsinki university of Technology 14 M Besbes, Z Ren, S Member, and A Razek,( 2001) “A Generalized Finite Element Model of Magnetostriction Phenomena,” vol 37, no 5, pp 3324–3328 15 F Alam, (December 2006), “study of magnetostriction in iron and cobalt based amorphous magnetic materials,” pp 19–21 16 C Hsu, C Lee, Y Chang, F Lin, C Fu, and J Lin,( 2013) “Effect of Magnetostriction on the Core Loss, Noise, and Vibration of Fluxgate Sensor Composed of Amorphous Materials,” vol 49, no 7, pp 3862–3865 17.J Liu, (2011), “Adaptive Active Noise Control of Amorphous Alloy Core Transformer,” pp 1946–1949 18 G Herzer (1993) Phys Sci, pp 49 – 307 19 G Herzer, Magnetization process in nanocrystalline ferromagnets, Mat Sci Eng A133, p – 20 R.Alben, J.J BecKer, M.C.Chi (1993), Phys , pp 49 21 http://vi.wikipedia.org/wiki/ 22 http://www.hitachi- merica.us /products / business / transformer / support / technical_support_library/index 71 ... suất lớn máy biến áp sử dụng vật liệu từ vô định hình, giải pháp giảm thiểu tiếng ồn - Phạm vi nghiên cứu Tìm hiểu tổng quan tiếng ồn, tiếng ồn máy biến áp Tìm hiểu tiếng ồn máy biến áp công suất... CHƢƠNG 3: TIẾNG ỒN TRONG MÁY BIẾN ÁP VẬT LIỆU TỪ VÔ ĐỊNH HÌNH 48 3.1 Tổng quan máy biến áp vật liệu từ vô định hình .48 3.2 Tổng quan vật liệu từ vô định hình 50... NC17 Máy biến áp 28 CHƢƠNG TIẾNG ỒN TRONG MÁY BIẾN ÁP CÔNG SUẤT LỚN Máy biến áp phần tử hệ thống điện Các máy biến áp thƣờng đƣợc phân loại theo công dụng: máy biến áp pha ba pha, máy biến áp có