本發(fā)明涉及電力安全監(jiān)測(cè)技術(shù)，具體涉及一種基于噪聲的變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷增大以及城市建設(shè)速度的不斷提高，越來(lái)越多的變電站處于城市居民區(qū)周圍。許多投運(yùn)時(shí)間較久的110kV與220kV變電站仍然采用帶有冷卻風(fēng)扇的主變壓器，導(dǎo)致變電站噪聲影響問(wèn)題突出，圍繞該類型變電站噪聲問(wèn)題有關(guān)的投訴與糾紛數(shù)量不斷上升。變壓器噪聲分為本體噪聲與冷卻風(fēng)扇噪聲，其中，冷卻風(fēng)扇具有與變壓器本體相當(dāng)?shù)脑肼曀?。變壓器噪聲水平過(guò)高很大程度上是因?yàn)槔鋮s風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)異常引起的，因此，變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)對(duì)于變壓器噪聲控制具有實(shí)際意義。目前，在對(duì)變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，主要采用聲級(jí)計(jì)分別測(cè)量冷卻風(fēng)扇投入運(yùn)行以及冷卻風(fēng)扇停運(yùn)兩種運(yùn)行方式下的變壓器噪聲水平，并利用聲壓級(jí)相減的方法確定風(fēng)扇噪聲值，根據(jù)該噪聲值與風(fēng)扇銘牌示值的比較判斷冷卻風(fēng)扇的運(yùn)行狀態(tài)。該方法主要存在以下不足：1、該方法需要改變變壓器的運(yùn)行方式，可能造成變壓器油溫過(guò)高，不利于設(shè)備的安全運(yùn)行；2、該方法無(wú)法直接測(cè)量冷卻風(fēng)扇噪聲，需要對(duì)設(shè)備噪聲進(jìn)行多次反復(fù)測(cè)量，測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，提供一種能夠通過(guò)噪聲檢測(cè)判斷變壓器冷卻風(fēng)扇的運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)需改變變壓器的運(yùn)行狀態(tài)、測(cè)試方便，無(wú)需接觸帶電設(shè)備，檢測(cè)安全性高、測(cè)試準(zhǔn)確可靠的基于噪聲的變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)方法及系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一方面，本發(fā)明提供一種基于噪聲的變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)方法，步驟包括：

1）檢測(cè)變壓器選定噪聲檢測(cè)點(diǎn)的噪聲信號(hào)；

2）針對(duì)噪聲信號(hào)提取噪聲信號(hào)特征參數(shù)；

3）將噪聲信號(hào)特征參數(shù)和預(yù)設(shè)的噪聲信號(hào)特征參數(shù)閾值進(jìn)行對(duì)比，如果噪聲信號(hào)特征參數(shù)超過(guò)預(yù)設(shè)的噪聲信號(hào)特征參數(shù)閾值，則判定變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)異常，否則判定冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)正常。

優(yōu)選地，步驟1）中的選定噪聲檢測(cè)點(diǎn)位于變壓器正面1/2變壓器高度、且距離變壓器1m。

優(yōu)選地，步驟2）中的噪聲信號(hào)特征參數(shù)為噪聲信號(hào)的非50Hz諧頻能量比重，所述非50Hz諧頻能量比重為2kHz頻率范圍內(nèi)非50Hz及其諧頻頻率噪聲信號(hào)的幅值和與2kHz頻率范圍內(nèi)所有頻率噪聲信號(hào)幅值和的比值。

優(yōu)選地，步驟3）中預(yù)設(shè)的噪聲信號(hào)特征參數(shù)閾值的確定步驟包括：

S1）檢測(cè)變壓器選定噪聲檢測(cè)點(diǎn)在冷卻風(fēng)扇正常運(yùn)行狀態(tài)下的噪聲信號(hào)并提取正常噪聲信號(hào)特征參數(shù)；

S2）從正常噪聲信號(hào)特征參數(shù)中選出最大值，再乘以預(yù)設(shè)倍數(shù)得到預(yù)設(shè)的噪聲信號(hào)特征參數(shù)閾值。

優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)倍數(shù)為1.5倍。

優(yōu)選地， 所述冷卻風(fēng)扇正常運(yùn)行狀態(tài)具體是指選定噪聲檢測(cè)點(diǎn)的噪聲值在冷卻風(fēng)扇投運(yùn)前后的差值在3dB(A)以內(nèi)。

另一方面，本發(fā)明還提供一種基于噪聲的變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，包括：

噪聲信號(hào)檢測(cè)程序單元，用于檢測(cè)變壓器選定噪聲檢測(cè)點(diǎn)的噪聲信號(hào)；

特征參數(shù)提取程序單元，用于針對(duì)噪聲信號(hào)提取噪聲信號(hào)特征參數(shù)；

風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)判斷程序單元，用于將噪聲信號(hào)特征參數(shù)和預(yù)設(shè)的噪聲信號(hào)特征參數(shù)閾值進(jìn)行對(duì)比，如果噪聲信號(hào)特征參數(shù)超過(guò)預(yù)設(shè)的噪聲信號(hào)特征參數(shù)閾值，則判定變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)異常，否則判定冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)正常。

本發(fā)明基于噪聲的變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)方法具有下述優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明檢測(cè)變壓器選定噪聲檢測(cè)點(diǎn)的噪聲信號(hào)，針對(duì)噪聲信號(hào)提取噪聲信號(hào)特征參數(shù)，將噪聲信號(hào)特征參數(shù)和預(yù)設(shè)的噪聲信號(hào)特征參數(shù)閾值進(jìn)行對(duì)比，如果噪聲信號(hào)特征參數(shù)超過(guò)預(yù)設(shè)的噪聲信號(hào)特征參數(shù)閾值，則判定變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)異常，否則判定冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)正常，能夠通過(guò)噪聲檢測(cè)判斷變壓器冷卻風(fēng)扇的運(yùn)行狀態(tài)，具有無(wú)需改變變壓器的運(yùn)行狀態(tài)、測(cè)試方便，無(wú)需接觸帶電設(shè)備，檢測(cè)安全性高、測(cè)試準(zhǔn)確可靠的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明基于噪聲的變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)系統(tǒng)為本發(fā)明基于噪聲的變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)方法完全對(duì)應(yīng)的裝置，因此同樣也具有本發(fā)明基于噪聲的變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)方法的前述優(yōu)點(diǎn)，故在此不再贅述。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例方法的基本流程示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)施例基于噪聲的變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)方法的步驟包括：

1）檢測(cè)變壓器選定噪聲檢測(cè)點(diǎn)的噪聲信號(hào)；

2）針對(duì)噪聲信號(hào)提取噪聲信號(hào)特征參數(shù)；

3）將噪聲信號(hào)特征參數(shù)和預(yù)設(shè)的噪聲信號(hào)特征參數(shù)閾值進(jìn)行對(duì)比，如果噪聲信號(hào)特征參數(shù)超過(guò)預(yù)設(shè)的噪聲信號(hào)特征參數(shù)閾值，則判定變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)異常，否則判定冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)正常。

本實(shí)施例中，步驟1）中的選定噪聲檢測(cè)點(diǎn)位于變壓器正面1/2變壓器高度、且距離變壓器1m。

本實(shí)施例中，步驟2）中的噪聲信號(hào)特征參數(shù)為噪聲信號(hào)的非50Hz諧頻能量比重，非50Hz諧頻能量比重為2kHz頻率范圍內(nèi)非50Hz及其諧頻頻率噪聲信號(hào)的幅值和與2kHz頻率范圍內(nèi)所有頻率噪聲信號(hào)幅值和的比值。變壓器噪聲是變壓器本體噪聲與冷卻風(fēng)扇噪聲相互疊加的結(jié)果。由于鐵心的磁致伸縮以及繞組間的周期性電動(dòng)力的交互作用，對(duì)于工頻50Hz交流系統(tǒng)，變壓器本體的噪聲頻譜主要集中在2kHz范圍內(nèi)的50Hz及其整數(shù)倍頻率上。冷卻風(fēng)扇噪聲具有白噪聲的特點(diǎn)，除本身旋轉(zhuǎn)頻率外，其余噪聲頻率在2kHz范圍內(nèi)分布較為均勻，不僅僅局限于50Hz及其整數(shù)倍頻率上。因此，當(dāng)變壓器冷卻風(fēng)扇因運(yùn)行時(shí)間過(guò)久而發(fā)生劣化時(shí)，其頻帶范圍內(nèi)各頻率點(diǎn)噪聲幅值將發(fā)生變化，而以50Hz及其整數(shù)倍頻率為特征頻率的變壓器本體噪聲并未發(fā)生改變。因此，選取噪聲信號(hào)中非50Hz諧頻能量比重作為冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)判斷的特征參數(shù)能夠取得較好的效果。

本實(shí)施例中，步驟3）中預(yù)設(shè)的噪聲信號(hào)特征參數(shù)閾值的確定步驟包括：

S1）檢測(cè)變壓器選定噪聲檢測(cè)點(diǎn)在冷卻風(fēng)扇正常運(yùn)行狀態(tài)下的噪聲信號(hào)并提取正常噪聲信號(hào)特征參數(shù)；

S2）從正常噪聲信號(hào)特征參數(shù)中選出最大值，再乘以預(yù)設(shè)倍數(shù)得到預(yù)設(shè)的噪聲信號(hào)特征參數(shù)閾值；本實(shí)施例中，冷卻風(fēng)扇正常運(yùn)行狀態(tài)具體是指選定噪聲檢測(cè)點(diǎn)的噪聲值在冷卻風(fēng)扇投運(yùn)前后的差值在3dB(A)以內(nèi)。

本實(shí)施例中，檢測(cè)變壓器選定噪聲檢測(cè)點(diǎn)在冷卻風(fēng)扇正常運(yùn)行狀態(tài)下的噪聲信號(hào)并提取噪聲信號(hào)特征參數(shù)最大值為0.197。本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)倍數(shù)為1.5倍，因此0.197乘以預(yù)設(shè)倍數(shù)后得到預(yù)設(shè)的噪聲信號(hào)特征參數(shù)閾值為0.296。本實(shí)施例中，對(duì)另一臺(tái)運(yùn)行時(shí)間超過(guò)20年且冷卻風(fēng)扇存在異常的變壓器噪聲信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，該變壓器噪聲信號(hào)的特征參數(shù)為0.331，由于該變壓器噪聲信號(hào)特征參數(shù)大于預(yù)設(shè)的噪聲信號(hào)特征參數(shù)閾值(即0.296)，因此，判定變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)異常，該判斷結(jié)果與實(shí)際情況相符。

本實(shí)施例基于噪聲的變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)方法具體是基于計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，基于計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的基于噪聲的變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)系統(tǒng)包括：

噪聲信號(hào)檢測(cè)程序單元，用于檢測(cè)變壓器選定噪聲檢測(cè)點(diǎn)的噪聲信號(hào)；

特征參數(shù)提取程序單元，用于針對(duì)噪聲信號(hào)提取噪聲信號(hào)特征參數(shù)；

風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)判斷程序單元，用于將噪聲信號(hào)特征參數(shù)和預(yù)設(shè)的噪聲信號(hào)特征參數(shù)閾值進(jìn)行對(duì)比，如果噪聲信號(hào)特征參數(shù)超過(guò)預(yù)設(shè)的噪聲信號(hào)特征參數(shù)閾值，則判定變壓器冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)異常，否則判定冷卻風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)正常。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。