Bajo nivel de ruido: Técnicas de control
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Eduardo Herrera Junio, 14 Bajo nivel de ruido: Técnicas de control Impulsando soluciones confiables 1 Sesión de 14:30 a 16:05 1) Física del Ruido 2) Ruido en Transformadores • Fuentes de Ruido • Normalización Eduardo Rodrigo Sesión de 16:25 a 18:00 3) Medición de Ruido • Método de medición de presión • Método de medición de intensidad Rodrigo 4) Técnicas de diseño para control de ruido 6) Experiencias Eduardo Rodrigo y Eduardo Impulsando soluciones confiables 2 Fundamentos del ruido Impulsando soluciones confiables Powering reliable solutions for you 3 Objetivo de la junta Ruido Es todo sonido molesto, indeseable que perjudique a las personas. Sonido Es un fenómeno vibratorio transmitido en forma de ondas. 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. Impulsando soluciones confiables 4 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 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. *E. Tippens, Paul (2001). Física: Conceptos y aplicaciones. Impulsando soluciones confiables 5 Cualidades del sonido 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 Ej. Disparo Impulsando soluciones confiables 6 Nivel de presión sonora, dB Determina la intensidad que genera una presión sonora (el sonido que escucha una persona) Lp 140 dB Prms 200 Pa Po 2.00E‐05 Pa Impulsando soluciones confiables 7 Impulsando soluciones confiables 8 Comparación de nivel de sonido Avión de propulsión a chorro dB Umbral del dolor 140 120 Podadora de césped 100 Trafo 560MVA, 230kV 80 Interior de un auto a alta velocidad Conversación a un metro 60 Interior de una oficina Trafo comercial 3.6 MVA 40 Interior de teatro vacío 20 0 Impulsando soluciones confiables Umbral de audición 9 Determinación de la potencia acústica de un transformador LpA=Nivel de presión sonora, dB N = Número de mediciones LpAi = Medición en el i-ésimo punto S=Área de superficie de medición, m² h = Altura del tanque, m lm = Longitud del contorno de medición, m LWA = Nivel de potencia sonora, dB So = Área de referencia = 1 m² Impulsando soluciones confiables 10 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 Impulsando soluciones confiables 11 Técnicas de control Impulsando soluciones confiables 12 NEMA National Electric Manufacturers Association Impulsando soluciones confiables 13 Existen maneras de atenuar el ruido que genera el transformador RECEPCIÓN Aire TRANSMISIÓN GENERACIÓN Fluido Impulsando soluciones confiables 14 Generación NÚCLEO 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 Impulsando soluciones confiables 15 NÚCLEO Magnetostricción A-A Corte de un núcleo trifásico Impulsando soluciones confiables 16 • Velocidad baja de suministro de aire • Radiadores no resonantes • Disminuir cantidad de radiadores Generación SISTEMA DE ENFRIAMIENTO Transmisión • 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 Impulsando soluciones confiables 17 SISTEMA DE ENFRIAMIENTO Ventiladores Bombas Impulsando soluciones confiables 18 Generación • Aplicar un apropiado valor de preesfuerzo a la bobina • Diseñar bobina con frecuencias naturales bastante alejadas de las frecuencias de excitación (120 Hz y sus múltiplos) BOBINA Transmisión • Utilizar materiales aislantes, entre conductores, con un alto coeficiente de amortiguamiento… en lo posible Impulsando soluciones confiables 19 Diseño de núcleo y bobinas no resonantes… fuera de la frecuencia de exitación (120 Hz). Impulsando soluciones confiables 20 Generación TANQUE 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 Impulsando soluciones confiables 21 Sistema acoplado complejo CAMPO ELECTROMAGNÉTICO CAMPO DEZPLAZAMIENTOS Eléctrica Mecánica CAMPO PRESIÓN Acústica Térmica Impulsando soluciones confiables 22 CALLE Muro C A L L E Trafo Impulsando soluciones confiables 23 Ruido y Vibraciones Impulsando soluciones confiables 24 Vibraciones Núcleo tipo columna a escala Impulsando soluciones confiables 25 Prueba de intensidad Impulsando soluciones confiables 26 Impulsando soluciones confiables 27 • 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 Impulsando soluciones confiables 28 GRACIAS Impulsando soluciones confiables 29
