[發(fā)明專利]一種特高壓變壓器振動噪聲源定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710560131.9
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107688165B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘆竹茂;劉煥明;俞華;韓潤東;韓俊玉;楊罡;張超;劉國強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院;中國科學(xué)院電工研究所;山西振中電力股份有限公司;國網(wǎng)山西省電力公司檢修分公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G01S5/18
• 分類號: G01S5/18
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 關(guān)玲

一種特高壓變壓器振動噪聲源定位方法，包括選擇聲強(qiáng)測量點、確定聲強(qiáng)傳感器角度、對特高壓變壓器表面進(jìn)行聲源粗定位、測量粗定位區(qū)域的振動分布情況、振動數(shù)據(jù)處理和圖像繪制等步驟。首先采用聲強(qiáng)法在測量平面逐點測量，通過測量點的位置和聲強(qiáng)傳感器的角度進(jìn)行聲源粗定位，然后在粗定位區(qū)域布置振動傳感器陣列測量被測面的振動分布情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種變壓器振動噪聲源定位方法。

背景技術(shù)

隨著城市的快速發(fā)展，電力需求日益上升，特高壓變壓器陸續(xù)投入使用。特高壓變壓器的噪聲主要來自本體噪聲和冷卻系統(tǒng)噪聲。本體噪聲是由鐵心磁滯伸縮和繞組、油箱及磁屏蔽內(nèi)的電磁力引起的。變壓器噪聲已經(jīng)成為一個重要的環(huán)境問題和健康問題，受到人們的關(guān)注。同時，特高壓變壓器的噪聲和振動特性變化可以反映內(nèi)部的運(yùn)行狀態(tài)，異常的噪聲和振動信號往往對應(yīng)特定的缺陷或故障。準(zhǔn)確的定位特高壓變壓器噪聲源，有助于變壓器的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷。

目前已有研究單位提出采用傳聲器陣列的聲源識別方法，其主要采用聲成像技術(shù)，通過十字型麥克風(fēng)傳感器陣列采集變壓器的聲波信號，計算各傳感器接收到的信號的相位差，依據(jù)相控陣原理確定聲源的位置，測量聲源的幅值，并以圖像的方式顯示聲源在空間的分布，即聲像圖，其中以圖像的顏色和亮度代表聲音的強(qiáng)弱。將聲像圖與陣列上配裝的攝像頭所拍的視頻圖像以透明的方式重疊在一起，就可以直觀分析變壓器、電抗器的噪聲狀態(tài)。

然而，經(jīng)實踐現(xiàn)場實驗發(fā)現(xiàn)此陣列在針對特高壓變壓器低頻段噪聲信號進(jìn)行聲源定位時，存在低頻噪音分辨率不夠，定位模糊，精度不高的問題。且特高壓變壓器體積和容量龐大，風(fēng)扇常年處于開啟狀態(tài)。風(fēng)扇噪聲為寬頻噪聲，和本體噪聲疊加在一起。采用傳聲器陣列的測量結(jié)果反映的是變壓器本體、風(fēng)扇和周圍環(huán)境的綜合噪聲，難以將變壓器的本體噪聲區(qū)分出來，從而為通過振動噪聲特性來進(jìn)行變壓器本體的運(yùn)行狀態(tài)評估和故障診斷帶來很大的困難。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有方法的不足，本發(fā)明提出一種聲強(qiáng)和振動法相結(jié)合的特高壓變壓器振動噪聲源定位方法。

由于特高壓變壓器本體振動是噪聲的來源，本發(fā)明采用聲強(qiáng)法粗略定位主要噪聲源區(qū)域，縮小測量范圍。在主要聲源區(qū)域布置振動傳感器陣列同步測量振動速度、加速度和位移信號，排除風(fēng)扇和外部環(huán)境的干擾。本方法可用于特高壓變壓器的噪聲源的快速定位。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)。

一種特高壓變壓器振動噪聲源定位方法，其主要步驟為：

步驟一、選擇聲強(qiáng)測量點

在距離特高壓變壓器箱體表面的一定距離選擇測量平面，在測量平面選擇多個測量點測量聲強(qiáng)。測量的結(jié)果同時包含噪聲的強(qiáng)度和方向信息。測量點間隔根據(jù)特高壓變壓器尺寸和噪聲的主要頻率范圍決定。特高壓變壓器本體噪聲頻率主要為100Hz及其倍頻，并且以低頻噪聲為主，可采用測量點間隔為1m。

步驟二、確定聲強(qiáng)傳感器的角度

將聲強(qiáng)傳感器置于監(jiān)測點進(jìn)行角度掃描，記錄角度信息，確定聲強(qiáng)傳感器在監(jiān)測點的角度。當(dāng)聲強(qiáng)傳感器的角度正對聲源區(qū)域時，分析結(jié)果顯示全部為正；當(dāng)聲強(qiáng)傳感器的角度和聲源方向有偏差時，分析結(jié)果顯示部分為正，部分為負(fù)；當(dāng)聲強(qiáng)傳感器置于和聲源相反的方向，則全部顯示為負(fù)。將水平方向0-360°分成X個區(qū)域，12≤X≤36；聲強(qiáng)傳感器從0°到360°依次進(jìn)行掃描，將豎直方向0-360°分成Y個區(qū)域，12≤Y≤36；聲強(qiáng)傳感器從0°到360°依次進(jìn)行掃描，確定在該監(jiān)測點聲源方向上聲強(qiáng)傳感器的角度。

步驟三、確定聲源的粗定位區(qū)域