一種城區(qū)變電站主變壓器風扇噪聲評價方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及變壓器噪聲控制領域，具體涉及一種城區(qū)變電站主變壓器風扇噪聲評價方法。
【背景技術】
[0002]隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷增大以及城市建設速度的不斷提高，越來越多的變電站處于城市居民區(qū)周圍。許多投運時間較久的IlOkV與220kV變電站仍然采用帶有冷卻風扇的主變壓器，導致變電站噪聲影響問題突出，圍繞該類型變電站噪聲問題有關的投訴與糾紛數(shù)量不斷上升。變壓器噪聲分為本體噪聲與冷卻裝置噪聲，其中，冷卻裝置具有與變壓器本體相當?shù)脑肼曀健榱藢ψ儔浩髟肼晱脑搭^上進行控制，一方面可以更換主變壓器，另一方面對冷卻裝置噪聲進行控制。由于更換主變壓器成本較高，因此，從經(jīng)濟性與控制效果的角度考慮，對冷卻裝置噪聲進行控制的方法可行性更強。
[0003]目前，在對主變壓器風扇噪聲進行檢測與控制時，需要用聲級計先后測量主變與風扇均投入運行以及主變投入運行而風扇停運兩種運行條件下的主變壓器的噪聲水平，并利用聲壓級相減的方法確定風扇噪聲值，最后制定噪聲控制方案。該方法主要存在以下不足:①采用聲級計測量噪聲時，測試過程容易受到變電站周圍環(huán)境噪聲的干擾，導致測量結果的準確性降低;②該方法需要獲得現(xiàn)場運行人員的許可以改變主變壓器的運行方式，不利于設備安全運行;③該方法無法直接獲取風扇噪聲，需要對設備噪聲進行反復測量，尤其在需要進行1/3倍頻譜測量時，測試時間較長。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題:針對現(xiàn)有技術的上述問題，提供一種安全性與可行性高、測試方便、測量精度高、無需改變變壓器運行方式的城區(qū)變電站主變壓器風扇噪聲評價方法。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為:
一種城區(qū)變電站主變壓器風扇噪聲評價方法，步驟包括:
1)檢測變壓器本體與風扇的混合噪聲；
2)將變壓器本體與風扇的混合噪聲濾除變電站背景噪聲，得到純凈的變壓器本體與風扇混合噪聲；
3)對純凈的變壓器本體與風扇混合噪聲進行分頻段濾波，獲得純凈的變壓器風扇噪聲；
4 )計算純凈的變壓器風扇噪聲的等效A聲級；
5)將純凈的變壓器風扇噪聲的等效A聲級與其允許值進行比較，根據(jù)比較結果判斷變壓器風扇噪聲是否超標。
[0006]優(yōu)選地，所述步驟I)中檢測變壓器本體與風扇的混合噪聲時，具體是指采用具有實時錄波功能的聲音采集設備檢測變壓器本體與風扇混合噪聲，且采樣頻率不低于40kHz、記錄時間不低于10s，且聲音采集設備的傳聲器位于主變壓器風扇側且距離變壓器基準面的距離為2m。
[0007]優(yōu)選地，所述步驟2)的詳細步驟包括:利用η層小波包分解算法在Fs/2頻率范圍內將變壓器本體與風扇的混合噪聲按照頻率由低到高等分為2"段，其中Fs為采樣頻率，以變電站背景噪聲未出現(xiàn)時的一段變壓器本體與風扇的混合噪聲估計出各變壓器本體與風扇的混合噪聲的小波包分解頻段中純凈變壓器本體與風扇噪聲信號的功率譜Ρη( ω )，利用譜減法語音增強算法從各小波包分解頻段噪聲信號的功率譜Py( ω )中減去Ρη( ω )，獲得背景噪聲功率譜?3( ω )，并對其進行傅里葉反變換獲得背景噪聲時域信號s(t)，由各分解頻段時域信號y(t)中減去s(t)，得出各頻段純凈的變壓器本體與風扇噪聲信號n(t)。
[0008]優(yōu)選地，所述步驟3)中對純凈的變壓器本體與風扇混合噪聲進行分頻段濾波時，采用的濾波器為阻帶為50Hz及其一系列倍頻的梳狀濾波器。
[0009]優(yōu)選地，所述步驟4)中計算純凈的變壓器風扇噪聲的等效A聲級時，具體是指根據(jù)1/3倍頻程中心頻率設計1/3倍頻程濾波器，先將純凈的變壓器風扇噪聲通過1/3倍頻程濾波器進行1/3倍頻濾波，再根據(jù)聲壓級定義計算出各1/3倍頻程中心頻率對應的聲壓級，并利用A計權網(wǎng)絡進行修正，采用聲壓級求和方法獲得純凈的變壓器風扇噪聲的等效A聲級。[00?0] 優(yōu)選地，所述1/3倍頻程濾波器類型為3階Butterworth濾波器。
[0011]優(yōu)選地，所述步驟5)中的所述允許值具體是指和變壓器風扇具有相同通風量的同類型風扇平均噪聲水平。
[0012]本發(fā)明城區(qū)變電站主變壓器風扇噪聲評價方法具有下述優(yōu)點:本發(fā)明通過檢測變壓器本體與風扇的混合噪聲，將變壓器本體與風扇的混合噪聲濾除變電站背景噪聲，得到純凈的變壓器本體與風扇混合噪聲，對純凈的變壓器本體與風扇混合噪聲進行分頻段濾波，獲得純凈的變壓器風扇噪聲，計算純凈的變壓器風扇噪聲的等效A聲級，將純凈的變壓器風扇噪聲的等效A聲級與其允許值進行比較，根據(jù)比較結果判斷變壓器風扇噪聲是否超標，能夠實現(xiàn)城區(qū)變電站主變壓器風扇噪聲的單獨檢測，并能夠準確評價主變壓器風扇噪聲的超標情況，無需改變主變壓器的運行方式，安全性與可行性高，有利于城區(qū)變電站主變壓器噪聲的針對性控制，具有安全性與可行性高、測試方便、測量精度高、無需改變變壓器運行方式的優(yōu)點，能夠根據(jù)本發(fā)明城區(qū)變電站主變壓器風扇噪聲評價的結果制定噪聲控制方案，并能夠用于對城區(qū)變電站主變壓器風扇噪聲控制效果進行評價與檢驗。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實施例方法的基本流程示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明實施例方法進行小波包分解算法濾波前的變壓器本體與風扇的混合噪聲；
圖3為本發(fā)明實施例方法進行小波包分解算法濾波后的變壓器本體與風扇的混合噪聲。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，本實施例城區(qū)變電站主變壓器風扇噪聲評價方法的步驟包括:
I)檢測變壓器本體與風扇的混合噪聲； 2)將變壓器本體與風扇的混合噪聲濾除變電站背景噪聲，得到純凈的變壓器本體與風扇混合噪聲；
3)對純凈的變壓器本體與風扇混合噪聲進行分頻段濾波，獲得純凈的變壓器風扇噪聲；
4 )計算純凈的變壓器風扇噪聲的等效A聲級；
5)將純凈的變壓器風扇噪聲的等效A聲級與其允許值進行比較，根據(jù)比較結果判斷變壓器風扇噪聲是否超標。
[0016]由于可聽聲范圍位于20?20kHz，為了能夠還原高頻噪聲信號，數(shù)據(jù)采集模塊的采樣頻率不能低于40kHz，并且采樣時間不低于10s。本實施例中，步驟I)中檢測變壓器本體與風扇的混合噪聲時，具體是指采用具有實時錄波功能的聲音采集設備檢測變壓器本體與風扇混合噪聲，且采樣頻率不低于40kHz、記錄時間不低于10s，且聲音采集設備的傳聲器位于主變壓器風扇側且距離變壓器基準面的距離為2m。
[0017]本實施例中，步驟2)的詳細步驟包括:利用η層小波包分解算法在Fs/2頻率范圍內將變壓器本體與風扇的混合噪聲按照頻率由低到高等分為2"段，其中Fs為采樣頻率，以變電站背景噪聲未出現(xiàn)時的一段變壓器本體與風扇的混合噪聲估計出各變壓器本體與風扇的混合噪聲的小波包分解頻段中純凈變壓器本體與風扇噪聲信號的功率譜Ρη( ω )，利用譜減法語音增強算法從各小波包分解頻段噪聲信號的功率譜Py( ω )中減去Ρη( ω )，獲得背景噪聲功率譜?3( ω )，并對其進行傅里葉反變換獲得背景噪聲時域信號s(t)，由各分解頻段時域信號y(t)中減去s(