電力變壓器噪聲分析與有源降噪研究.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市電網(wǎng)的不斷擴(kuò)大，許多高壓大容量變壓器的安裝地點(diǎn)正逐漸靠近甚至進(jìn)入到市區(qū)內(nèi)。這對(duì)人們的正常工作和生活帶來(lái)了嚴(yán)重影響，使得大型變壓器的噪聲控制問(wèn)題變得愈加尖銳。
　　傳統(tǒng)的變壓器降噪措施主要基于聲源處減振和傳播路徑中隔聲的思想，其成果往往是大量工程試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，很難進(jìn)行定量分析，也不具有通用性。隨著現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展和控制芯片成本的下降，有源降噪技術(shù)逐漸成為變壓器噪聲控制的研究熱點(diǎn)。有源降噪可以根據(jù)目標(biāo)降噪聲場(chǎng)

2、的性質(zhì)，相應(yīng)地設(shè)計(jì)和改變控制系統(tǒng)的各種特性，使系統(tǒng)有針對(duì)性和目標(biāo)性;對(duì)低頻噪聲控制效果好;減少對(duì)被控制噪聲源及其他物理結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響。根據(jù)聲場(chǎng)的空間和時(shí)間相干性以及線性疊加原理，如果次級(jí)聲波與原始噪聲的頻率相同、相位相反，則在相同傳播方向上兩列聲波會(huì)產(chǎn)生干涉相消現(xiàn)象。有源降噪效果則完全取決于兩者的振幅關(guān)系，當(dāng)兩者達(dá)到等幅反相時(shí)，則可以完全抵消原始噪聲。
　　在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，本文分析和比較了目前常用的兩種噪聲測(cè)量方法:聲壓

3、法和聲強(qiáng)法。針對(duì)變壓器不同的噪聲特性采用了相應(yīng)的噪聲測(cè)量方法，并根據(jù)測(cè)得的噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行了聲功率分析、聲壓級(jí)分析和低頻噪聲分析。通過(guò)分析可以看出，變壓器的噪聲能量主要集中在低頻區(qū)域，且以100Hz為基頻，在100Hz、200Hz、300Hz和400Hz處有較高的噪聲分貝值。變壓器噪聲波形相對(duì)穩(wěn)定，具有周期性特征，易于有源降噪技術(shù)的應(yīng)用。
　　基于對(duì)變壓器噪聲的測(cè)量和分析，本文開(kāi)展了電力變壓器有源降噪研究，研究?jī)?nèi)容主要為變壓器噪聲輻射

4、模型建立和次級(jí)聲源參數(shù)優(yōu)化。電力變壓器有源降噪系統(tǒng)由誤差傳感器、自適應(yīng)反饋控制系統(tǒng)和次級(jí)聲源組成，基于聲場(chǎng)相干理論和惠更斯理論而實(shí)施，次級(jí)聲源的參數(shù)優(yōu)化分為兩類，即數(shù)目、位置與源強(qiáng)，并采用遺傳算法進(jìn)行交替漸進(jìn)式優(yōu)化。針對(duì)小型變壓器，其本體結(jié)構(gòu)對(duì)聲場(chǎng)分布影響較小，采用半球噪聲輻射模型，對(duì)次級(jí)聲源參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了15dB的單頻降噪效果。針對(duì)大型變壓器，其本體結(jié)構(gòu)對(duì)聲場(chǎng)分布影響較大，采用長(zhǎng)方體噪聲輻射模型，用24個(gè)初級(jí)點(diǎn)聲源基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)