[发明专利]一种变压器噪声与电能质量关联性分析试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种变压器噪声与电能质量关联性分析试验装置及方法，该装置中，可控交流变频电源通过一个控制开关与单相变压器的原边相连，单相变压器的副边与功率因数可调负载相连；电流传感器和电压传感器的数据采集端与功率因数可调负载相连，分别用于检测负载端电流和电压；噪声声压传感器和声强传感器分别设置在单相变压器的两侧，噪声声压传感器和声强传感器分别检测单相变压器不同方位的声压信号和声强信号；数据采集单元与主控计算机相连，主控计算机对数据进行处理后，进行时域分析、频域分析和相关性分析，并对分析结果进行显示。本发明能找出与噪声相关的主要电流谐波频率，改善电网电能质量角度来降低变压器噪声。

技术领域

本发明涉及变压器降噪领域，尤其涉及一种变压器噪声与电能质量关联性分析试验装置及方法。

背景技术

随着变电站越来越靠近居民以及人们环保意识的增强，变压器的噪声问题已受到电力部门和变压器制造厂的高度重视。变压器噪声不属于高分贝的强噪声，但其所发出的35分贝以上的低频噪声易使该环境中生活和工作的人员产生不安、烦躁和易怒等负面情绪，长期影响作用下会进一步诱发神经衰弱和失眠等神经系统疾病。变压器振动噪声声源主要归结为本体噪声和冷却系统噪声2类。本体噪声由铁芯和绕组引起，原因是构成铁芯的硅钢片在交变磁场的作用下发生磁致伸缩以及硅钢片接缝处和叠片之间存在因漏磁而产生的电磁吸引力引起的铁心振动；负载电流通过绕组时，因漏磁通在绕组导体间产生的电磁力引起的绕组振动。一般情况下，可以通过采用磁致伸缩小的高导磁材料、降低铁芯磁密、改善铁芯接缝等方法降低铁心噪声，而对于绕组噪声，目前尚无较好的降噪措施和方法。

目前，现有的研究主要以变压器铁心绕组结构特点为切入点，着重于分析交变磁场转换为机械振动的过程，而对于实际诱发其振动噪声的能量源特性未予关注，缺乏电网电能质量与变压器噪声之间的相互关联性研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种变压器噪声与电能质量关联性分析试验装置及方法，通过建立不同功率等级条件下电压/电流基波、谐波以及间谐波与声场强度和范围分布之间的关联性，分析改善电网电能质量对降低变压器噪声的可行性，为从源头降低变压器振动噪声提供理论依据与探寻解决方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种变压器噪声与电能质量关联性分析试验装置，包括：可控交流变频电源、单相变压器、功率因数可调负载、电流传感器、声压传感器、声强传感器、电压传感器、数据采集单元和主控计算机；其中：

可控交流变频电源通过一个控制开关与单相变压器的原边相连，单相变压器的副边与功率因数可调负载相连；

电流传感器和电压传感器的数据采集端与功率因数可调负载相连，电流传感器用于检测负载端电流，电压传感器用于检测负载端电压；

噪声声压传感器和声强传感器分别设置在单相变压器的两侧，噪声声压传感器和声强传感器分别检测单相变压器不同方位的声压信号和声强信号；

电流传感器、噪声声压传感器、声强传感器和电压传感器的输出端均连接数据采集单元，数据采集单元与主控计算机相连，主控计算机对数据进行处理后，进行时域分析、频域分析和相关性分析，并对分析结果进行显示。

进一步地，本发明的可控交流变频电源的输出为频率可变的交流电。

进一步地，本发明的功率因数可调负载能实现功率等级、功率因数及投切状态的改变。

进一步地，本发明的噪声声压传感器和声强传感器均设置有不少于3个，分别布置在单相变压器周围空间的各个角落，用于从不同方位同步采集单相变压器噪声的声压信号和声强信号。

进一步地，本发明的数据采集单元采用高采样率和高分辨率的多通道同步采集单元。