Bajo nivel de ruido: Técnicas de control

1 Impulsando soluciones confiables

Junio, 14

Eduardo Herrera

Bajonivelderuido:Técnicasdecontrol


Sesión de 14:30 a 16:05

1)  Física del Ruido Eduardo 2)  Ruido en Transformadores Rodrigo

•  Fuentes de Ruido •  Normalización

Sesión de 16:25 a 18:00

3)  Medición de Ruido Rodrigo •  Método de medición de presión •  Método de medición de intensidad

4)  Técnicas de diseño para control de ruido Eduardo 6)  Experiencias Rodrigo y Eduardo

3 Impulsando soluciones confiables Powering reliable solutions for you

Fundamentos del ruido


Objetivo de la junta

Sonido Es un fenómeno vibratorio transmitido en forma de ondas.

Ruido Es todo sonido molesto, indeseable que perjudique a las personas.

Presión sonora [Pa] Es la diferencia de presión instantánea y la presión atmosférica estática.

• Percibimos entre 20 µPa y 200 Pa

Intensidad de sonido [W/m²] Es la potencia acústica transferida por una onda sonora por unidad de área normal a la dirección de propagación.


Frecuencia (f) [Hz] Es el número de oscilaciones por segundo de un suceso periódico

• Nuestro oido puede percibir sonidos con frecuencia entre 20 Hz y 20 000 Hz.

Potencia acústica, W* Es la cantidad de energía por unidad de tiempo emitida por una fuente en forma de ondas. Z = impedancia, Pa s/m

A = 4πr² =área de influencia, m² ω = 2πf T = transmisibilidad de sonido a = amplitud

• Es un valor intrínseco de la fuente • Viene determinada por la propia aplitud de la onda • Puede determinarse midiendo la presión sonora a cierta distancia de la fuente

*E. Tippens, Paul (2001). Física: Conceptos y aplicaciones.


Cualidad Característica Rango Tono Frecuencia de onda Agudo, medio, grave Intensidad Amplitud de onda Fuerte, débil o suave

Timbre Armónicos de onda o forma de la onda

Fuente emisora del sonido

Duración Tiempo de vibración Largo o corto

Cualidades del sonido

Ej. Disparo


Nivel de presión sonora, dB Determina la intensidad que genera una presión sonora (el sonido que escucha una persona)

Lp 140dB

Prms 200Pa

Po 2.00E‐05Pa


Comparación de nivel de sonido

0

20

40

80

60

100

120

140

Interior de teatro vacío

Avión de propulsión a chorro

Conversación a un metro

Interior de una oficina

Interior de un auto a alta velocidad

Umbral de audición

Umbral del dolor

Podadora de césped

Trafo 560MVA, 230kV

Trafo comercial 3.6 MVA

dB


S=Área de superficie de medición, m² h = Altura del tanque, m lm = Longitud del contorno de medición, m

LpA=Nivel de presión sonora, dB N = Número de mediciones LpAi = Medición en el i-ésimo punto

LWA = Nivel de potencia sonora, dB So = Área de referencia = 1 m²

Determinación de la potencia acústica de un transformador


Curvas de ponderación

• Curva A (dBA) – Mide la respuesta del oído, ante un sonido de intensidad baja. Es la más semejante a la percepción del oído.

• Curva B (dBB) – Mide la respuesta del oído ante intensidades medias.

• Curva C (dBC) – Para medir sonidos de gran intensidad.

• Curva D (dBD) – Se utiliza, casi exclusivamente, para medir el ruido que generan los aviones


Técnicas de control


NEMA National Electric Manufacturers Association


Existen maneras de atenuar el ruido que genera el transformador

GENERACIÓN

Aire Fluido

TRANSMISIÓN RECEPCIÓN


NÚCLEO

Generación

Transmisión

• Baja densidad de flujo • Material de mejor calidad y alta permeabilidad • Menor peso de núcleo • Menor distancia entre centros de piernas • Núcleo no resonante • Diseño de núcleo escalonado • Apilado automático • Aplicar adhesivos a las laminaciones del núcleo

• Colocar elementos antivibración entre núcleo y tanque


NÚCLEO

A-A

Magnetostricción

Corte de un núcleo trifásico


SISTEMA DE ENFRIAMIENTO

Generación

Transmisión

• Velocidad baja de suministro de aire • Radiadores no resonantes • Disminuir cantidad de radiadores

• Colocar elementos antivibración entre la conexión con el tanque • Amortiguar sujeción de ventiladores y bombas • Cubrir con una coraza al ventilador

TODO ESTO para lograr un nivel NEMA-15


Ventiladores Bombas

SISTEMA DE ENFRIAMIENTO


BOBINA

Generación

Transmisión

• Aplicar un apropiado valor de pre-esfuerzo a la bobina • Diseñar bobina con frecuencias naturales bastante alejadas de las frecuencias de excitación (120 Hz y sus múltiplos)

• Utilizar materiales aislantes, entre conductores, con un alto coeficiente de amortiguamiento… en lo posible


Diseño de núcleo y bobinas no resonantes… fuera de la frecuencia de exitación (120 Hz).


TANQUE

Generación

Transmisión

• Tanque no resonante • Distribución adecuada de refuerzos para disminuir la amplitud de vibración • Agregar masa a refuerzos • Cancelación pasiva • Cancelación activa • Elementos antivibración en la cimentación

• Full enclosure (recinto acústico) • Cortina de PVC • Barrera acústica


Sistema acoplado complejo

CAMPO ELECTROMAGNÉTICO

CAMPO DEZPLAZAMIENTOS

CAMPO PRESIÓN

Eléctrica Mecánica Acústica Térmica


CALLE

Trafo

Muro

CALLE


Ruido y Vibraciones


Vibraciones

Núcleo tipo columna a escala


Prueba de intensidad


•  Existen cada vez más subestaciones en zonas urbanas y residenciales.

•  La sociedad se preocupa más por su bienestar y el medio ambiente resultando en mayores exigencias para disminuir/eliminar ruido audible.

•  La tendencia en usuarios de transformadores es hacia: - Menores niveles de ruido.

- Conocer el ruido total del transformador bajo condiciones normales de operación ... se requiere probar bajo carga.

•  El método de intensidad de sonido es el más preciso para determinar el ruido generado por un transformador.

•  Prolec GE estamos satisfaciendo las necesidades de la industria


GRACIAS

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