本發(fā)明涉及一種變壓器振動(dòng)噪聲綜合測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

隨著城市的快速發(fā)展，電力需求日益上升，變壓器噪聲問題越來越突出，對(duì)居民生活產(chǎn)生嚴(yán)重影響，是一個(gè)重要的環(huán)境問題和健康問題。另外，大型變壓器出現(xiàn)異常的振動(dòng)噪音信號(hào)時(shí)，往往對(duì)應(yīng)著特定的缺陷或故障。所以，對(duì)變壓器振動(dòng)和噪聲進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行噪聲源識(shí)別和采取降噪措施成為電力部門關(guān)注的問題。

大型變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，理論計(jì)算很難準(zhǔn)確分析出噪聲的產(chǎn)生及傳播規(guī)律，所以，變壓器振動(dòng)和噪聲的測(cè)量十分必要。單一的噪聲測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的變壓器噪聲是包含周圍環(huán)境影響的綜合噪聲，往往不能準(zhǔn)確反映變壓器噪聲源的真實(shí)情況。多通道測(cè)量裝置可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)測(cè)點(diǎn)的噪聲和振動(dòng)數(shù)據(jù)，特別適用于大型變壓器的噪聲和振動(dòng)測(cè)量。但是，目前的多通道噪聲或振動(dòng)測(cè)量裝置，測(cè)量傳感器和分析儀通過有線方式連接，傳感器獲得的模擬信號(hào)通過傳輸線發(fā)送給分析儀進(jìn)行處理。測(cè)量通道數(shù)越多，連接傳感器和分析儀的傳輸線越多，現(xiàn)場(chǎng)布線越復(fù)雜，測(cè)量效率越低。尤其對(duì)于大型變壓器，繁多的數(shù)據(jù)傳輸線不僅限制了測(cè)量的靈活性，而且增加了高壓測(cè)量環(huán)境下工作的安全隱患。而且當(dāng)存在很多測(cè)點(diǎn)，多通道分析儀的通道數(shù)擴(kuò)展成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有方法的不足，本發(fā)明提出一種變壓器振動(dòng)噪聲綜合測(cè)量系統(tǒng)。本發(fā)明采用數(shù)據(jù)無線發(fā)送方式，避免現(xiàn)場(chǎng)大量布線，提高測(cè)量效率、安全性和通道易擴(kuò)展性，可用于變壓器的聲壓、聲強(qiáng)和振動(dòng)的同步測(cè)量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種變壓器振動(dòng)噪聲綜合測(cè)量系統(tǒng)，由無線聲壓測(cè)量模塊、無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊、無線振動(dòng)測(cè)量模塊、數(shù)據(jù)中心管理模塊和計(jì)算機(jī)組成。無線聲壓測(cè)量模塊、無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊、無線振動(dòng)測(cè)量模塊、數(shù)據(jù)中心管理模塊之間均無直接的物理連接。數(shù)據(jù)中心管理模塊和計(jì)算機(jī)直接連接。無線聲壓測(cè)量模塊采集聲壓數(shù)據(jù)無線發(fā)送給數(shù)據(jù)中心管理模塊。無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊采集聲強(qiáng)數(shù)據(jù)無線發(fā)送給數(shù)據(jù)中心管理模塊。無線振動(dòng)測(cè)量模塊采集振動(dòng)數(shù)據(jù)無線發(fā)送給數(shù)據(jù)中心管理模塊。數(shù)據(jù)中心收集的數(shù)據(jù)直接發(fā)送給計(jì)算機(jī)。

所述的無線聲壓測(cè)量模塊由聲壓傳感器與聲壓采集發(fā)送單元連接組成，采集變壓器噪聲的聲壓數(shù)據(jù)。

所述的無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊由聲強(qiáng)傳感器與聲強(qiáng)采集發(fā)送單元連接組成，采集變壓器噪聲的聲強(qiáng)數(shù)據(jù)。

所述的無線振動(dòng)測(cè)量模塊由振動(dòng)傳感器與振動(dòng)采集發(fā)送單元連接組成，采集變壓器振動(dòng)數(shù)據(jù)。

所述的無線聲壓測(cè)量模塊和無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊分別固定于三腳架上。根據(jù)變壓器油箱高度確定聲壓傳感器的布設(shè)高度。油箱高度小于2.5m，布設(shè)高度位于油箱高度1/2的水平面上。油箱高度高于2.5m，聲壓傳感器分別布設(shè)在油箱高度的1/3和2/3處的水平面上。

所述的無線振動(dòng)測(cè)量模塊通過磁鐵固定于振動(dòng)測(cè)量面上。振動(dòng)測(cè)量面包括變壓器油箱壁和油箱加強(qiáng)筋的表面。將振動(dòng)測(cè)量面均勻或不均勻劃分成若干個(gè)測(cè)量區(qū)域，振動(dòng)傳感器置于每個(gè)區(qū)域的中心。

所述的無線聲壓測(cè)量模塊、無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊、無線振動(dòng)測(cè)量模塊均可以有多個(gè)。

所述的無線聲壓測(cè)量模塊、無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊、無線振動(dòng)測(cè)量模塊自身具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集功能，和數(shù)據(jù)中心管理模塊無直接物理連接。無線聲壓測(cè)量模塊、無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊和無線振動(dòng)測(cè)量模塊和數(shù)據(jù)中心管理模塊組成無線通訊網(wǎng)，采集的數(shù)據(jù)無線發(fā)送給數(shù)據(jù)中心管理模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

所述的無線聲壓測(cè)量模塊、無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊和無線振動(dòng)測(cè)量模塊分別同步采集變壓器聲壓、聲強(qiáng)和振動(dòng)信號(hào)。

所述的數(shù)據(jù)中心管理模塊與計(jì)算機(jī)相連。計(jì)算機(jī)具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分析功能，對(duì)采集的聲壓、聲強(qiáng)和振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析和相關(guān)分析。

附圖說明

圖1變壓器噪聲和振動(dòng)測(cè)量實(shí)施方案示意圖；其中，1無線聲壓測(cè)量模塊，2無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊，3無線振動(dòng)測(cè)量模塊，4振動(dòng)測(cè)量面，5三腳架。

圖2變壓器振動(dòng)噪聲綜合測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1無線聲壓測(cè)量模塊，2無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊，3無線振動(dòng)測(cè)量模塊，6聲壓傳感器，7聲強(qiáng)傳感器，8振動(dòng)傳感器，9聲壓采集發(fā)送單元，10聲強(qiáng)采集發(fā)送單元，11振動(dòng)采集發(fā)送單元，12數(shù)據(jù)中心管理模塊，13計(jì)算機(jī)；

圖3噪聲振動(dòng)數(shù)據(jù)分析流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖2所示，本發(fā)明變壓器振動(dòng)噪聲綜合測(cè)量系統(tǒng)由無線聲壓測(cè)量模塊1、無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊2、無線振動(dòng)測(cè)量模塊3、數(shù)據(jù)中心管理模塊12和計(jì)算機(jī)13組成。無線聲壓測(cè)量模塊、無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊、無線振動(dòng)測(cè)量模塊、數(shù)據(jù)中心管理模塊之間均無直接的物理連接。數(shù)據(jù)中心管理模塊和計(jì)算機(jī)連接。無線聲壓測(cè)量模塊采集聲壓數(shù)據(jù)無線發(fā)送給數(shù)據(jù)中心管理模塊。無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊采集聲強(qiáng)數(shù)據(jù)無線發(fā)送給數(shù)據(jù)中心管理模塊。無線振動(dòng)測(cè)量模塊采集振動(dòng)數(shù)據(jù)無線發(fā)送給數(shù)據(jù)中心管理模塊。數(shù)據(jù)中心收集的數(shù)據(jù)直接發(fā)送給計(jì)算機(jī)。

所述的無線聲壓測(cè)量模塊1采集變壓器噪聲的聲壓數(shù)據(jù)，無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊2采集變壓器噪聲聲強(qiáng)數(shù)據(jù)；無線振動(dòng)測(cè)量模塊3采集變壓器振動(dòng)數(shù)據(jù)；無線聲壓測(cè)量模塊1、無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊2、無線振動(dòng)測(cè)量模塊3和數(shù)據(jù)中心管理模塊12無直接物理連接。無線聲壓測(cè)量模塊1、無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊2和無線振動(dòng)測(cè)量模塊3分別同步采集變壓器噪聲聲壓、聲強(qiáng)和變壓器振動(dòng)信號(hào)，將上述信號(hào)無線發(fā)送至數(shù)據(jù)中心管理模塊12。數(shù)據(jù)中心管理模塊12與計(jì)算機(jī)13連接，將數(shù)據(jù)保存到計(jì)算機(jī)13進(jìn)行分析。

聲壓傳感器6與聲壓采集發(fā)送單元9連接組成無線聲壓測(cè)量模塊1。聲壓傳聲強(qiáng)傳感器7與聲強(qiáng)采集發(fā)送單元10連接組成無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊2。振動(dòng)傳感器8與振動(dòng)采集發(fā)送單元11連接組成無線振動(dòng)測(cè)量模塊3。

如圖1所示，無線聲壓測(cè)量模塊1和無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊2可以有多個(gè)，固定于三腳架5上。根據(jù)變壓器油箱高度確定聲壓傳感器的布設(shè)高度。油箱高度小于2.5m，布設(shè)高度位于油箱高度1/2的水平面上。油箱高度高于2.5m，聲壓傳感器分別布設(shè)在油箱高度的1/3和2/3處的水平面上。

無線振動(dòng)測(cè)量模塊3可以有多個(gè)，通過磁鐵固定于振動(dòng)測(cè)量面4上。振動(dòng)測(cè)量面4包含變壓器油箱壁和油箱加強(qiáng)筋表面。將振動(dòng)測(cè)量面4均勻或不均勻劃分成若干個(gè)測(cè)量子區(qū)域，無線振動(dòng)測(cè)量模塊置于每個(gè)子區(qū)域中心。

采用本發(fā)明測(cè)量系統(tǒng)的工作過程如下：

本發(fā)明同步測(cè)量變壓器噪聲和振動(dòng)。采用聲壓和聲強(qiáng)兩種方法測(cè)量變壓器噪聲。無線聲壓測(cè)量模塊1和無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊2分別測(cè)量變壓器噪聲的聲壓和聲強(qiáng)信號(hào)，無線振動(dòng)測(cè)量模塊3測(cè)量變壓器表面振動(dòng)信號(hào)。無線聲壓測(cè)量模塊1、無線聲強(qiáng)測(cè)量模塊2和無線振動(dòng)測(cè)量模塊3分別同步采集變壓器噪聲的聲壓、聲強(qiáng)和變壓器振動(dòng)信號(hào)，將上述信號(hào)無線發(fā)送至數(shù)據(jù)中心管理模塊12。數(shù)據(jù)中心管理模塊12將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)13。

如圖3所示，計(jì)算機(jī)13存儲(chǔ)采集的聲壓、聲強(qiáng)和振動(dòng)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析和相關(guān)分析。對(duì)聲壓和聲強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，包括傅里葉變換和1/3倍頻程分析，得到測(cè)量變壓器噪聲的頻率特性。對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，包括傅里葉變換和1/3倍頻程分析，得到測(cè)量變壓器振動(dòng)的頻率特性。對(duì)變壓器噪聲信號(hào)和振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行相關(guān)性分析，提取與變壓器振動(dòng)相關(guān)的噪聲，消除環(huán)境其他噪聲的影響。