Почему гудит трансформатор: основные причины и способы устранения
Почему может гудеть трансформатор в колонках, блоке питания, микроволновке, усилителе и других устройствах, а также что делать в такой ситуации. Причины повышенного шума при работе.
Работающий трансформатор зачастую становится источником гула, вызываемого физическими процессами, происходящими в устройстве при обычных условиях эксплуатации. Но, если уровень шума слишком высок или гудит трансформатор в микроволновке, ламповом усилителе и в других бытовых приборах, это может свидетельствовать о неисправности устройств. Почему же гудят нагруженные трансформаторы? Давайте разберемся.
Принцип работы
В школьные годы на уроках физики нам давали понятие магнитострикции. Не всем, правда, тогда это было интересно. Попытаемся сейчас вернуться к теме и кратко изложить суть процесса. Для начала вспомним, как работает трансформатор.
На рисунке изображен простейший прибор, состоящий из первичной обмотки (А), вторичной обмотки (Б) и сердечника (С) – магнитопровода, собранного из металлических пластин или из материала, обладающего ферромагнитными свойствами.
При подаче на первичную обмотку (А) переменного напряжения, в ней начинает течь ток, под воздействием которого в сердечнике (С) формируется магнитный поток (Ф), индуцирующий ток во вторичной катушке (Б), к которой подключена нагрузка. Происходит преобразование напряжения, величина которого на выходе будет зависеть от соотношений числа витков первичной и вторичной обмоток. Частота при этом останется неизменной.
Магнитострикция – это физический процесс изменения объемов и размеров тела под воздействием магнитного потока, проходящего через это тело. Изменениям подвержены материалы с ярко выраженными магнитными свойствами, из которых и производят сердечники для трансформаторов.
На рисунке представлена периодичность процесса сжатия и растяжения сердечника за цикл перемены магнитного потока. Изменения размеров магнитопровода приводят к возникновению колебаний воздуха. Образуются волны, имеющие частоту в звуковом диапазоне (50 Гц). Это и есть тот самый гул, сопровождающий обычную работу силовых трансформаторов. В ИИП (импульсных источниках питания) такой шум отсутствует, так как частота волн, образующихся в процессе колебаний, не входит в слышимый человеком диапазон.
Факторы, влияющие на уровень гула
Насколько сильно шумит трансформатор, зависит от:
- степени загруженности;
- габаритных размеров;
- физических характеристик материала, из которого изготовлен магнитопровод.
Перегруженный трансформатор будет гудеть громче, чем работающий при номинальной нагрузке. А характерный шум, возникающий при работе больших силовых преобразователей на подстанциях, является нормальным.
Причины возникновения в трансформаторе побочных звуков:
- При неплотной намотке катушки, под воздействием магнитного потока, стремящегося сдвинуть обмотки устройства относительно сердечника, возникает вибрация, сопровождающаяся гулом.
- В процессе работы, при плохой подгонке пластин сердечника и образовании между ними зазоров, возникает вибрация, сопровождающаяся металлическим звоном, впоследствии шумом.
- При нарушении целостности проводов обмотки катушка может искрить. Процесс сопровождается хлопками. При мощных разрядах звук интенсивнее.
- Плохо закреплённый трансформатор и его детали также вибрируют и гудят.
Причины шума силового трансформатора
Нормально работающий силовой трансформатор гудит без внезапных резких звуков, дребезжаний, жужжаний. Если слышны неритмичные шумы и потрескивания, аппарат необходимо срочно вывести из эксплуатации.
Для установления причины гула проводят диагностику. Для этого вначале проводят визуальный осмотр трансформатора. Если видны следы потеков, сгоревшая изоляция, почерневшие участки, то делают вывод, что произошло межвитковое замыкание.
Если диагностируют понижающий трансформатор, можно включить его в сеть для проверки напряжения на вторичной обмотке. При возникновении потрескивания, дыма, систему тут же обесточивают.
Если при включении, трансформатор гудит и греется, это говорит о повышенной токовой нагрузке. Причины явления — неисправности в цепи потребителей.
Если устройство гудит после перемотки и сборки, это означает что:
- Неправильно собран или подогнан сердечник.
- Не закреплена катушка или недостаточно плотно намотаны обмотки. В этом случае нужно зафиксировать катушку, перемотать обмотку или залить устройство парафином.
- Неверно произведен расчет обмоток (особенно первичной). В этом случае трансформатор под нагрузкой будет гудеть и греться. Потребуется корректировка расчетов и правильная перемотка.
Причины повышенного шума могут быть в ослаблении болтов крепления составных частей: сердечника, корпуса, крышки, выхлопной трубы, расширительного бака и прочих.
Как устранить неполадку? Необходимо отключить трансформатор и протянуть крепёж.
При вибрации листов магнитопровода крайние листы расклинивают. Для этой цели подойдет электрокартон.
Если трансформатор гудит по причине:
- перегрузки, нужно снизить нагрузку, отключив часть наименее значимых объектов потребления;
- несимметричной нагрузки, потребуется равномерно перераспределить нагрузку по фазам;
- электрических разрядов между обмоткой и корпусом, необходимо вывести трансформатор в ремонт с разборкой и изъятием активной части найти, и устранить место возникновения разряда.
Шум в бытовых приборах
Влияние магнитострикции на сетевые трансформаторы, работающие в бытовых приборах, ничтожно мало, поэтому причины гудения в большинстве случаев указывают на нештатную ситуацию.
Почему гудит трансформатор в сети переменного тока? В чем причина назойливых звуков и что делать, чтобы от них избавиться?
В светильниках и люстрах явление происходит из-за высокой мощности галогеновых 12 вольтовых лампочек. Чтобы избавиться от нежелательного эффекта, нужно снизить мощность источников освещения или установить электронный трансформатор большей мощности (помогает не всегда, иногда нужно просто купить качественный и дорогой источник питания).
Если в совершенно новом телевизоре, при правильно настроенном ресивере слышен свист, скорее всего, его источником является некачественно собранные трансформаторы или дроссели. Нужно дополнительно пропаять детали и, для устранения вибрации, залить обмотки клеем или цапонлаком.
Трансформатор, входящий в устройство блока питания для светодиодной ленты, имеет один большой недостаток. Он пищит при большой нагрузке, а еще чаще писк слышен при диммировании. Проблема уходит после установки герметичного блока питания, через корпус которого, говоря простыми словами, звук просто не пробивается. Ещё можно попробовать найти в продаже диммер с высокой частотой ШИМ.
Если гудит сабвуфер, проблема может быть в неисправности сглаживающих конденсаторов блока питания и в усилителе звука, вышедшем из строя. Тогда в колонках возникает постоянный гул, избавиться от которого поможет замена, пришедших в негодность, деталей. Если элементы усилителя исправны, то следует увеличить ёмкость фильтрующих конденсаторов после диодного моста в блоке питания, чрезмерное увеличение может привести к выходу из строя диодного моста при запуске.
Если микроволновка гудит и вибрирует при включении, скорее всего, произошла поломка силового трансформатора. Прежде чем трогать внутренние элементы, нужно отключить питание и принудительно разрядить высоковольтный конденсатор через лампочку. Повреждения могут быть и в первичной, и во вторичной обмотке. В этом случае лучше обратится в сервисный центр.
Если микроволновка трещит, возможно, проблема в высоковольтных пробоях. Обычно это «лечится» удалением загрязнений и подкрашиванием тех частей корпуса (внутри микроволновки) с которых отвалилась краска, или заменой слюды.
Писк в зарядном устройстве на 12 вольт также наблюдается при некачественном закреплении деталей или если выставлен слишком высокий зарядный ток. Также возможно аккумулятор уже пора менять, так как закоротили пластины его банок между собой. Со временем, если это заводской брак, вибрации данных элементов могут расшатать пайку, образовав в этом месте повышенные контактные сопротивления, которые под действием тока будет нагревать весь участок. Это может привести к короткому замыканию и возгоранию зарядки. В связи с этим, при возникновении проблемы лучше сразу поменять устройство на новое.
Итак, подытожим. Если силовой трансформатор на электрической подстанции гудит равномерно, без внезапных резких звуков – это нормальный естественный процесс работы. Если же мы слышим, как гудит аппарат, который раньше не издавал подобных звуков, нужно заняться его ремонтом.
При отсутствии необходимых знаний и опыта не стоит вмешиваться в устройство прибора. Это может быть опасно. Доверьтесь профессионалам.
Источник
Гудение силовых трансформаторов. Нормы и причины его возникновения
Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».
В данной статье я расскажу Вам про требования нормативных документов к характеру гудения силовых трансформаторов и покажу на наглядном примере гудение силового трансформатора ТМ (ТаМ) мощностью 1000 (кВА) и напряжением 10/0,5 (кВ), а затем Вы постараетесь определить, нормальный это шум или нет!
Начну с того, что характер гудения исправного трансформатора, согласно Инструкции по его эксплуатации, должен быть ровным и умеренным без каких-либо резких шумов, тресков, дребезжаний, жужжаний и т.п.
Если при осмотре трансформатора слышен сильный неравномерный шум и потрескивание внутри бака трансформатора, то его необходимо срочно выводить из работы (ПТЭЭП, п.2.1.41).
Причин для возникновения повышенного гудения трансформатора может быть несколько и сейчас я рассмотрю самые распространенные из них.
1. Ослабление болтов крепления крышки трансформатора, расширителя, выхлопной трубы и т.п.
Для устранения гудения необходимо отключить трансформатор от сети и протянуть все ослабленные крепежные болты.
2. Повышенный уровень питающего напряжения
В этом случае необходимо отключить трансформатор от сети и установить переключатель его привода ПБВ в соответствующее положение.
Предположим, что изначально напряжение в сети имело величину 10,0-10,2 (кВ) и переключатель ПБВ стоял в среднем положении (II). Для работы трансформатора от питающего напряжения величиной 10,5 (кВ) и более, переключатель ПБВ необходимо установить в положение (I).
Кстати, рекомендую Вам почитать статью об устройстве и конструкции реечного переключателя обмоток ПБВ. Там я наглядно продемонстрировал как происходит переключение витков обмоток силового трансформатора при переключении ступеней.
Если напряжение в сети превысит 11 (кВ), то необходимо переключать ступени не на нашем трансформаторе 10/0,5 (кВ), а уже на питающем трансформаторе, например, главной понизительной подстанции (ГПП) предприятия или района.
Предлагаю Вам посмотреть видео о том, как происходит переключение ступеней привода РНП на трансформаторе ТРДЦН мощностью 63 (МВА) и напряжением 110/10 (кВ) на одной из главных понизительных подстанций (ГПП).
3. Ослабление прессовки пакета и стыков магнитопровода
При неплотной укладке и стяжке пакета магнитопровода, под действием электромагнитного поля, некоторые пластины могут вибрировать с его частотой, из-за чего и становится слышно неравномерное и сильное гудение. В этой ситуации трансформатор необходимо вывести в ремонт, вынуть его активную часть (если трансформатор масляный) и протянуть все ослабшие прессующие шпильки пакета магнитопровода.
4. Вибрация крайних листов магнитопровода
В этом случае необходимо расклинить крайние листы магнитопровода, например, электрокартоном.
5. Работа силового трансформатора в режиме перегрузки
В этом случае нужно лишь снизить нагрузку трансформатора, например, путем отключения менее ответственных потребителей.
6. Несимметрия нагрузки трансформатора по фазам
Здесь необходимо распределить нагрузку по фазам более равномерно.
7. Электрические разряды между обмоткой (или ее отводов) и корпусом
Между обмоткой и корпусом, или ее отводами и корпусом, могут возникать различного рода электрические разряды (не пробой), которые сопровождаются явным и слышимым потрескиванием.
Кстати, характерные потрескивания могут быть слышны при ослаблении контакта заземления или его обрыве внутри трансформатора, т.к. при обрыве заземления возникают разряды на корпус, что воспринимается, как треск внутри трансформатора.
Посмотрите для примера мой видеоролик про искровой разряд в электроустановке 10 (кВ), возникший на трансформаторе тока.
Для устранения подобных разрядов необходимо вывести трансформатор в ремонт с выемкой активной части, а дальше заниматься поиском места возникновения разряда и его устранением.
Достаточно быстро и без отключения трансформатора от сети можно определить уровень питающего напряжения, работу трансформатора в режиме перегрузки и несимметрию нагрузки.
По амперметру, подключенного к трансформаторам тока данного фидера (присоединения), можно определить нагрузку трансформатора со стороны 10 (кВ). Как видите, ток нагрузки составляет около 26 (А), что почти вдвое меньше номинального тока трансформатора 57,7 (А), а значит это уже исключает причину перегруза трансформатора.
По низкой стороне трансформатора, на вводе сборных шин 500 (В), тоже установлен амперметр, который показывает 400 (А), что также исключает перегруз.
Осталось проверить несимметрию нагрузки. Это можно сделать по низкой стороне, например, с помощью электроизмерительных клещей на вводе сборных шин 500 (В). На момент визита на подстанцию, клещей у меня с собой не было, но практически со 100% уверенностью могу сказать, что несимметрия нагрузки у данного силового трансформатора отсутствует, т.к. все потребители являются трехфазными в виде электродвигателей и подключены на линейное напряжение 500 (В), никаких однофазных и двухфазных потребителей на секции нет.
Напряжение питания нашего трансформатора находится в норме и составляет 10,6 (кВ). Величину питающего напряжения я посмотрел на распределительной подстанции по киловольтметру, который подключен к измерительным трансформаторам напряжения 3хЗНОЛ-06.10 сборной секции шин 10 (кВ), куда подключен и наш фидер (присоединение).
А в завершении статьи, предлагаю Вам послушать, как гудит силовой трансформатор ТМ (ТаМ) мощностью 1000 (кВА) и напряжением 10/0,5 (кВ), и определить, нормальный у него характер гудения или нет. Пишите свое мнение в комментариях к данной статье.
Источник
