[發(fā)明專利]一種變壓器噪聲與電能質(zhì)量關(guān)聯(lián)性分析試驗(yàn)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810273670.9
• 申請(qǐng)日: 2018-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN108519527B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫玉偉;潘天雄;嚴(yán)新平;袁成清;湯旭晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹;劉琰

本發(fā)明公開了一種變壓器噪聲與電能質(zhì)量關(guān)聯(lián)性分析試驗(yàn)裝置及方法，該裝置中，可控交流變頻電源通過(guò)一個(gè)控制開關(guān)與單相變壓器的原邊相連，單相變壓器的副邊與功率因數(shù)可調(diào)負(fù)載相連；電流傳感器和電壓傳感器的數(shù)據(jù)采集端與功率因數(shù)可調(diào)負(fù)載相連，分別用于檢測(cè)負(fù)載端電流和電壓；噪聲聲壓傳感器和聲強(qiáng)傳感器分別設(shè)置在單相變壓器的兩側(cè)，噪聲聲壓傳感器和聲強(qiáng)傳感器分別檢測(cè)單相變壓器不同方位的聲壓信號(hào)和聲強(qiáng)信號(hào)；數(shù)據(jù)采集單元與主控計(jì)算機(jī)相連，主控計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，進(jìn)行時(shí)域分析、頻域分析和相關(guān)性分析，并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行顯示。本發(fā)明能找出與噪聲相關(guān)的主要電流諧波頻率，改善電網(wǎng)電能質(zhì)量角度來(lái)降低變壓器噪聲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及變壓器降噪領(lǐng)域，尤其涉及一種變壓器噪聲與電能質(zhì)量關(guān)聯(lián)性分析試驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著變電站越來(lái)越靠近居民以及人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，變壓器的噪聲問(wèn)題已受到電力部門和變壓器制造廠的高度重視。變壓器噪聲不屬于高分貝的強(qiáng)噪聲，但其所發(fā)出的35分貝以上的低頻噪聲易使該環(huán)境中生活和工作的人員產(chǎn)生不安、煩躁和易怒等負(fù)面情緒，長(zhǎng)期影響作用下會(huì)進(jìn)一步誘發(fā)神經(jīng)衰弱和失眠等神經(jīng)系統(tǒng)疾病。變壓器振動(dòng)噪聲聲源主要?dú)w結(jié)為本體噪聲和冷卻系統(tǒng)噪聲2類。本體噪聲由鐵芯和繞組引起，原因是構(gòu)成鐵芯的硅鋼片在交變磁場(chǎng)的作用下發(fā)生磁致伸縮以及硅鋼片接縫處和疊片之間存在因漏磁而產(chǎn)生的電磁吸引力引起的鐵心振動(dòng)；負(fù)載電流通過(guò)繞組時(shí)，因漏磁通在繞組導(dǎo)體間產(chǎn)生的電磁力引起的繞組振動(dòng)。一般情況下，可以通過(guò)采用磁致伸縮小的高導(dǎo)磁材料、降低鐵芯磁密、改善鐵芯接縫等方法降低鐵心噪聲，而對(duì)于繞組噪聲，目前尚無(wú)較好的降噪措施和方法。

目前，現(xiàn)有的研究主要以變壓器鐵心繞組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為切入點(diǎn)，著重于分析交變磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)的過(guò)程，而對(duì)于實(shí)際誘發(fā)其振動(dòng)噪聲的能量源特性未予關(guān)注，缺乏電網(wǎng)電能質(zhì)量與變壓器噪聲之間的相互關(guān)聯(lián)性研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種變壓器噪聲與電能質(zhì)量關(guān)聯(lián)性分析試驗(yàn)裝置及方法，通過(guò)建立不同功率等級(jí)條件下電壓/電流基波、諧波以及間諧波與聲場(chǎng)強(qiáng)度和范圍分布之間的關(guān)聯(lián)性，分析改善電網(wǎng)電能質(zhì)量對(duì)降低變壓器噪聲的可行性，為從源頭降低變壓器振動(dòng)噪聲提供理論依據(jù)與探尋解決方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種變壓器噪聲與電能質(zhì)量關(guān)聯(lián)性分析試驗(yàn)裝置，包括：可控交流變頻電源、單相變壓器、功率因數(shù)可調(diào)負(fù)載、電流傳感器、聲壓傳感器、聲強(qiáng)傳感器、電壓傳感器、數(shù)據(jù)采集單元和主控計(jì)算機(jī)；其中：

可控交流變頻電源通過(guò)一個(gè)控制開關(guān)與單相變壓器的原邊相連，單相變壓器的副邊與功率因數(shù)可調(diào)負(fù)載相連；

電流傳感器和電壓傳感器的數(shù)據(jù)采集端與功率因數(shù)可調(diào)負(fù)載相連，電流傳感器用于檢測(cè)負(fù)載端電流，電壓傳感器用于檢測(cè)負(fù)載端電壓；

噪聲聲壓傳感器和聲強(qiáng)傳感器分別設(shè)置在單相變壓器的兩側(cè)，噪聲聲壓傳感器和聲強(qiáng)傳感器分別檢測(cè)單相變壓器不同方位的聲壓信號(hào)和聲強(qiáng)信號(hào)；

電流傳感器、噪聲聲壓傳感器、聲強(qiáng)傳感器和電壓傳感器的輸出端均連接數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)采集單元與主控計(jì)算機(jī)相連，主控計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，進(jìn)行時(shí)域分析、頻域分析和相關(guān)性分析，并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行顯示。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的可控交流變頻電源的輸出為頻率可變的交流電。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的功率因數(shù)可調(diào)負(fù)載能實(shí)現(xiàn)功率等級(jí)、功率因數(shù)及投切狀態(tài)的改變。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的噪聲聲壓傳感器和聲強(qiáng)傳感器均設(shè)置有不少于3個(gè)，分別布置在單相變壓器周圍空間的各個(gè)角落，用于從不同方位同步采集單相變壓器噪聲的聲壓信號(hào)和聲強(qiáng)信號(hào)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集單元采用高采樣率和高分辨率的多通道同步采集單元。