[實用新型]一種變壓器自適應主動降噪裝置

有效

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• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN203444957U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 將蕓霜;楊理;周旋
• 申請（專利權）人: 國網重慶市電力公司永川供電分公司
• 主分類號: H01F27/33
• 分類號: H01F27/33;G10K11/178
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 鄧繼軒

技術領域

本實用新型涉及一種變壓器自適應主動降噪裝置，屬于電力變壓器主動降噪領域。

背景技術

近年來，隨著城市電網負荷的迅速增加，部分變電站將不得不選址在電力負荷密集的城市中心區(qū)域。變壓器在連續(xù)運行時由其所產生的噪聲對人們正常的生活和工作造成了很大的影響，變壓器噪聲污染所引起的投訴越來越多，變壓器的噪聲也日益受到人們的重視，如何有效地消除和抑制噪聲已成為一個熱門的研究課題。

國外一些大型電力變壓器制造公司和相關研究機構于20世紀20年代就開始對變壓器噪聲問題進行了研究，研究方向主要涉及到變壓器噪聲和振動機理、聲學特性、降噪方法和措施等。各變壓器制造商均在生產工藝、使用材料等方面為降低變壓器噪聲和成本做了大量的試驗和研究。國內對變壓器噪聲方面的研究相對滯后于國外，主要集中在變壓器噪聲機理以及控制，定性分析和實踐經驗總結上，從多方面提出了降低變壓器噪聲的方法。隨著測試技術和計算機輔助分析的發(fā)展，國內有些學者從測試變壓器噪聲振動頻譜方面進行分析，還有利用有限元技術分析變壓器噪聲機理。目前采用自適應噪聲抵消技術對變壓器噪聲進行抑制的相關研究較少，大多是針對生產工藝、使用材料等方面進行變壓器噪聲的抑制。

變壓器噪聲主要有兩個噪聲源：一方面是變壓器本體產生的噪聲，主要是變壓器鐵芯、繞組、磁屏蔽等振動產生的噪聲；另一方面是變壓器附屬設備的噪聲，如變壓器冷卻裝置（風扇或水泵）引起的噪聲。從信號來源來看，電壓和電流的周期性變化引起變壓器鐵芯及相關零部件的周期性運動，引起機械振動和空氣振動從而產生噪聲，噪聲的大小取決于膨脹和收縮的幅度。理想情況下，如果交流電的頻率為50Hz，那么噪聲的頻率將是100Hz。但實際情況下，噪聲是以理想頻率作為基波頻率，由基波頻率倍數的諧波組成，且能量貢獻不一。變壓器噪聲在環(huán)境不變的情況下是屬于平穩(wěn)噪聲，而且噪聲的頻率也是絕對收斂的。

自適應噪聲抵消技術是一種能夠消除背景噪聲影響的信號處理技術。應用自適應噪聲抵消技術，在未知外界干擾源特征、傳遞途徑不斷變化、背景噪聲和被測對象信號相似的情況下，有效地消除外界噪聲的干擾，因此它具有較好的應用前景。

發(fā)明內容

本實用新型的目的是針對現有技術的不足而提供了一種變壓器自適應主動降噪裝置，其特點是在未知外界干擾源特征、傳遞途徑不斷變化、背景噪聲和被測對象信號相似的情況下，抵消或降低變壓器及其附屬設備產生的噪聲，減小對人體聽覺感官的刺激。

本實用新型的目的由以下技術措施實現

變壓器自適應主動降噪裝置依次由噪聲接收模塊、自適應降噪控制器、次級聲源發(fā)生模塊和次級聲波發(fā)射模塊連接組成；噪聲接收模塊由多個聲波探測傳感器組成；自適應降噪控制器包含自適應濾波器和自適應濾波算法；次級聲源發(fā)生模塊包含數模轉換器和運算放大器；次級聲波發(fā)射模塊由多個功率放大器組成；噪聲接收模塊獲得噪聲源信號，再由自適應濾波控制器對獲取的噪聲進行處理，通過次級聲源發(fā)生模塊控制次級聲波發(fā)射模塊產生與噪聲波幅值相同，頻率相同，相位相反的聲波信號和噪聲源的聲波疊加，從而在變壓器區(qū)域范圍外產生“安靜區(qū)域”，實現降噪的目的。

所述自適應降噪控制器由自適應濾波器和自適應濾波算法共同完成對噪聲信號的時域分析和頻域分析，獲取噪聲信號的時域特征與頻域特征，并產生與噪聲信號相互對應的數字降噪信號，自適應濾波器和自適應濾波算法相互配合使降噪信號具有自適應性，能隨時追蹤噪聲的頻率、相位、幅值特性，實現持久而穩(wěn)定的降噪。

本實用新型具有如下優(yōu)點：

1、能夠實時追蹤變壓器產生的噪聲，并產生與噪聲信號相互對應的數字降噪信號。

2、通過次級聲源發(fā)生模塊控制次級聲波發(fā)射模塊產生與噪聲波幅值相同，頻率相同，相位相反的聲波信號和噪聲源的聲波疊加，有效消除或降低變壓器產生的噪聲，達到良好的降噪效果。

3、本實用新型由四個功能模塊構成，結構簡單，制造成本低廉，具有良好的經濟效益。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的一種變壓器自適應主動降噪裝置示意圖。

1為噪聲接收模塊，2為自適應降噪控制器，3為次級聲源發(fā)生模塊，4為次級聲波發(fā)射模塊，5為聲波探測傳感器，6為自適應濾波器，7為自適應濾波算法，8為數模轉換器，9為運算放大器，10為功率放大器。

圖2為本實用新型所述的一種變壓器自適應主動降噪裝置的一種實施方式。

2為自適應降噪控制器，3為次級聲源發(fā)生模塊，5為聲波探測傳感器，10為功率放大器。

具體實施方式