电力电容器噪声等效电流测试方法研究

通过对近年来电力电容器振动和噪声的研究总结可知,内部电场力是电力电容器振动与噪声的激励源。本文提出了测量电容器单元噪声声功率的等效电流测试法。首先对多谐波组合电流作用下的电力电容器单元内部的电场力按频率进行分解,而分解出的任一频率电场力分量可以等效为一个相应的单频率电流作用下的电场力。在试验中,单独施加上述的各个等效单频电流,测得一组电容器单元声功率级,再将这组声功率级进行能量叠加,最终得到叠加后的电容器单元声功率级。通过试验对比发现,同时施加多谐波组合电流作用下电力电容器的声功率级与此组合电流的各个等效单频电流分别作用下的声功率级叠加和近似相等,偏差小于1.5dB(A)。可以看出,该声功率测试法具有很好的等效性,并且仅要求电流源可提供单次谐波电流即可。此外,本文提出了等比例电流测试法,可通过等比例减小多谐波组合电流的幅值进行试验,再用等比例声级计算公式计算出电力电容器在原组合电流下的声功率,该测试法可降低对可编程多谐波电源容量的要求,并具有良好的等效性。     

电力电容器噪声谐波影响特性试验研究

分析了电容器噪声产生机理,利用10 kV电能质量谐波源试验平台,开展工频基波叠加不同畸变率谐波电压条件下并联电容器的噪声试验研究,得出不同次谐波时电容器噪声变化曲线,分析谐波对10 kV并联电容器的影响程度,针对典型条件下电容器噪声频谱进行分析。试验结果表明,基波叠加谐波的激励信号作用下,电容器噪声频率主要集中于基波二倍频率、h+1次谐波频率、h-1次谐波频率和2h次谐波频率特征频率上。     

基于冗余卷积编解码器的变压器噪声抑制

变压器运行过程中产生的声信号是评估变压器运行状态以及变电站噪声水平的重要依据。提出一种基于冗余卷积编解码器网络（redundantconvolutionalencoderdecoder,RCED）的变压器噪声抑制方法，利用短时傅立叶变换得到干净声信号和含噪声信号的时频特征，构建了变压器声信号降噪模型。通过对某换流站换流变压器的噪声信号进行测试验证，结果表明：所提模型具有较好的降噪效果，所提方法对于变压器声纹振动在线监测系统以及变电站噪声的准确检测具有参考意义。     

高压直流换流站噪声综合治理

分析了换流变压器、平波电抗器、交流滤波器组和阀冷设备的噪声机理,并根据实测噪声频谱所显示的,肇庆换流站声源具有声级高、频带宽且低频段有峰值的特点,计算分析得出相应的治理方案指标：换流变压器的降噪量为15 dB（A计权,下同）;平波电抗器的降噪量为10 dB;交流滤波场加装隔声屏障的降噪量要达到8 dB以上。肇庆换流站噪声治理工程实施后,降噪效果明显,昼间噪声值不大于55 dB,夜间噪声值不大于45 dB。     

电容器噪声多频扫频法研究与试验验证

电容器噪声与单元的结构、加载的情况密切相关。电容器单元结构、加载条件,任意1个发生变化,电容器噪声也将发生改变。目前对电容器噪声测量采用全容量加载,即完全模拟电容器运行时的电流分量,由于电容器容量通常比较大,全加载噪声试验对设备容量要求很高。目前也有对电容器采用单频扫频的方法进行研究,取得了一定的成果,但是单频扫频试验量非常大。本文阐述了电容器多频扫频测量的方法,阐述了多频等效电压计算、多频合成方法,该方法在一次测量中获得多个频率特性,大大减少了扫频试验工作量。本文对试品进行了多频扫频测试,采用四次试验获得了试品电容器的频率特性。在频率特性的基础上对比全容量加载方法测试与扫频法的差异。     

±800 kV换流站阀厅与换流变压器采用一字形或面对面布置的噪声分析

换流站的噪声控制是发展特高压直流输电需要解决的关键技术之一。给出了±800 kV换流站附近居住区和换流站厂界噪声的建议限值;对换流站阀厅和换流变压器按一字形和面对面2种方式布置的换流站噪声分布进行了计算分析;对在换流变压器等主要声源附近加装声屏障和换流变压器加装隔音罩的降噪效果进行了分析。结果表明,±800 kV换流站的阀厅和换流变压器按面对面布置可有效改善站外噪声环境,采取一定降噪措施后,可使围墙外20m的声压级满足II类夜间标准要求(不超过50 dB(A))。     

干式空心电抗器噪声等效电流测试方法研究

直流输电工程中用的干式空心电抗器,体积大,容量大,很难找到噪声测试用的谐波电源,为找到可行的等效测试方法,本文对相关标准中的干式空心电抗器的噪声测试法的等效电流法和等比例降电流法进行了实验验证。等效电流测试法是通过对同时施加多个不同频率电流时空心电抗器内部的电磁力进行分解,而分解出的任一频率电磁力分量可以等效为一个相应的单频率电流作用下的电磁力。在试验中,单独施加上述的各个等效单频电流,测得一组电抗器的平均声压级,再将这组平均声压级进行能量叠加,最终得到叠加后的电抗器单元平均声压级。通过试验对比发现,同时施加多谐波组合电流作用下电抗器的平均声压级与此组合电流的各个等效单频电流分别作用下的平均声压级叠加和近似相等,偏差小于1 d B(A)。等比例电流测试法是通过等比例减小多谐波组合电流的幅值进行试验,再用等比例声级计算公式计算出电抗器在原组合电流下的声功率,该测试法可降低对可编程多谐波电源容量的要求,当减小比例在70%以上时并具有良好的等效性。     

负载因素对油浸式配电变压器噪声特性的影响

为了研究负载因素对变压器噪声特性的影响,在半消声室环境中开展了额定负载、过电压、三相不平衡、谐波负载等条件下的油浸式配电变压器的噪声检测,对比研究了不同负载条件下配电变压器的噪声特性。结果表明,变压器噪声水平与过电压、三相不平衡、谐波负载等运行条件密切相关。随着过电压水平、不平衡程度、谐波负载容量的增加,变压器噪声水平明显增大,其中,不平衡谐波负载对变压器噪声水平的影响最为显著,可导致变压器运行噪声增加40 dB(A)以上。由于配电变压器运行条件普遍较为恶劣,在配电变压器噪声控制过程中,应充分考虑负载因素的影响,制定合理的噪声控制措施。研究结果对于配电变压器噪声与振动控制具有参考意义。     

换流变压器基波及谐波作用下损耗分布与特性的研究

换流变压器在实际运行中承受交直流复合电压,其绕组内部含有较高的谐波分量.谐波电流会影响换流变压器内部磁场从而产生谐波损耗.对此,本文搭建了400 kV换流变压器三维电磁瞬态仿真模型,对换流变压器谐波对于损耗的影响进行了研究,并通过对比试验数据验证模型的可靠性.以含谐波分量的电流作为激励,本文分别将各次谐波叠加在基波电流上进行了损耗计算.通过对比各次谐波电流叠加基波电流作为激励时换流变压器铁心、绕组以及结构件的损耗分布,总结了谐波对于换流变压器内部损耗的影响机理.     

电力电容器噪声测试中电流注入方式的研究

高压直流换流站内的电力电容器在实际工况下具有很强的工频成分和丰富的谐频成分.为了模拟实际工况,在研究现有电流注入电路的基础上,设计了一种针对电容器单元噪声试验的桥式全工况电流注入电路.电路的两个桥端用于注入工频电流,并且采用并联谐振补偿电感减小工频电源电流;在电路的另两个桥端用于注入谐波电流,谐波电流电源由谐频信号发生器和功率放大器组成,可以实现同时施加48次以下任意谐波的组合,以模拟实际工况的各种应用场合.试验表明,在50 ～2 500 Hz频率范围内实现了工频与12个谐波电流同时注入电容器单元的试验工作,试验结果完全符合模拟高压直流换流站中电容器单元的可听噪声要求.     

特高压换流变压器网侧绕组电流检测系统设计及谐波特性分析

为分析特高压换流变压器绕组电流谐波对变压器损耗、内部温升及振动噪声等问题造成的影响,基于现场换流变压器绕组电流信号的检测要求和换流站内谐波电流产生机理,研究了换流变网侧绕组谐波电流检测方案。将电流信号提取、信号同步采集、光纤传输、谐波群集频率算法等技术相结合,构建了一套换流变压器网侧绕组谐波电流检测系统。在双极平衡定功率稳态运行工况下,通过对某特高压换流站内换流变网侧绕组电流的现场检测及对其谐波特性的分析,验证了所提谐波检测系统的准确性。在此基础上,对直流输送功率上升过程中的换流变网侧绕组谐波电流进行了检测分析,结果表明,随着直流输送功率的增大,11、17、19、23、29、31、35、37、41、43、47、49次特征谐波畸变率有较明显的下降趋势,且总谐波畸变率也逐渐降低。     

我国±500 kV换流站设备可听噪声的测量分析及降噪措施

为掌握我国±500 kV直流换流站的可听噪声水平,对我国±500 kV换流站内换流变压器、平波电抗器、交流滤波器等声功率较大的设备的可听噪声进行了测量,根据测量频谱结果,分析了站内主要设备产生噪声的机理,并针对换流变压器、平波电抗器、交流滤波器的噪声产生机理提出了不同的降噪措施。     

高压直流换流站电容器的振动与噪声特性

电容器装置是换流站中噪声来源的主要设备之一,开展其振动与噪声特性的研究对电容器装置噪声的治理和抑制具有指导意义。本文从电容器内部结构分析了其静电力的产生,介绍了电容器振动及噪声产生的机理。基于半消声室内建立的试验系统测量了不同频率和电流下的表面振动加速度信号和噪声水平。试验结果表明,底面的振动加速度信号为其侧面的4～6倍,噪声声压级高出约10dB(A);振动加速度信号与电流幅值的平方成正比,噪声声压级水平与电流幅值取对数成系数为40的正比关系;由于电容器表面固有特性的影响,电源频率的变化会引起振动模态和声辐射模态的差异,使得其振动与噪声规律较复杂;电流为多次谐波叠加时,噪声频谱中会出现频率分量增加的现象,且辐射效率较高。     

直流滤波电容器噪声特性试验研究

直流滤波电容器在运行中会受到谐波电压和电流作用,也存在着噪声问题。目前国内对交流滤波电容器噪声进行了相关研究,而在直流滤波电容器的噪声研究并不充分。交流滤波电容器的噪声频率是由各个频率交流电压的差频、和频与倍频项组成的。而直流滤波电容器中,除上述3项外,还存在谐波电压本身频率的振动与噪声。本文通过直流滤波电容器噪声试验,分析了不同加载条件对电容器噪声的影响。试验结果表明,直流电压主要影响噪声的大小,而交流谐波电压则决定了噪声的频率,并且直流电容器噪声的声功率级与所加载直流电压的对数呈正比关系。     

电力电容器可听噪声的直流叠加激励法及其应用

高压电力电容器的噪声已经成为用户和各供应商关注的重点,目前流行的电容器噪声的试验装置体积大、容量大、成本高、维护难,成为制约电容器噪声研究的一个瓶颈。本文描述了一种电容器噪声激励源,通过高压直流和低压交流叠加的方式使电容器产生所需的噪声,用于对电容器噪声特性的研究和噪声水平的评估。该激励方式与目前常用的全电流加载方式相比,设备体积小巧,容量以及成本可大幅降低80%以上,试验效果与全电流加载相比差异很小,可以满足工程需求。     

换流变电站可听噪声频谱分析与控制技术

换流变电站可听噪声对作业人员职业健康具有一定的影响。为了将作业人员职业接触噪声控制在可接受的水平,对国内不同电压等级换流变电站内换流变压器、换流阀厅、平波电抗器、交流滤波器等作业人员职业接触噪声进行了现场测量与频谱分析。结果表明,换流变电站噪声能量主要集中在中低频,50 Hz偶数倍频上线谱声压级突出,频率集中在100～1 000 Hz频率范围内,除阀厅在高频部位能量仍然较高外,其他作业场所噪声在频率高于5 kHz后,声压级几乎下降至50 dB以下。基于此特点,从声源控制、隔声控制与人员防护3个方面提出了噪声控制措施。     

谐波电流相位对滤波电容器噪声的影响

电力电容器在交流谐波电压作用下会产生显著的噪声。目前国内外已经研究总结了电容器噪声频率与谐波电压间的关系以及谐波电压幅值对噪声的影响,但并没有对谐波电压的相位对噪声的作用进行研究。本文从电容器振动噪声激励出发,分析了谐波电压相位对电容器极板间电场力关系,进而得到相位对噪声的影响规律。并通过电容器单元的噪声试验,验证了电容器单元加载相位对噪声的影响。试验结果与理论分析相一致,并且发现,对于全奇次谐波的作用,当谐波初相位为0°时,电容器单元声功率最大;当频率相差100Hz谐波的初相位相差180°时,电容器单元声功率最小。     

用于电容器降噪的穿孔板特性研究

交流滤波电容器可听噪音是换流站中主要噪声来源之一,为进一步降低电容器的噪声水平,本文在对电容器噪声频率特性进行分析的基础上,提出了一种加装在电容器底部的穿孔板降噪结构。通过调节穿孔板声阻抗对穿孔板的共振频率进行控制,达到消除某频段噪声的目的。经过实验验证,当电容器加载的高次谐波电流在某一频率特别突出的情况下,穿孔板抑制这一激励产生的噪声效果最为明显。最佳效果可将底部方向的声压级降低14 dB,电容器平均声压级降低约5 dB。     

基于有限元法的变压器电磁振动噪声分析

变压器噪声是变电站主要噪声来源之一,研究变压器噪声对合理评估变电站噪声水平及对变压器降噪分析具有重要意义。从变压器噪声产生机理入手,分析变压器铁心和绕组的电磁振动噪声,建立了其电磁-结构-声场有限元模型。通过瞬态电磁场分析,并基于虚位移法得到铁心和绕组所受电磁力的时域波形,采用FFT变换对结果进行后处理获取电磁力的主要谐波分量大小,将其作为结构谐响应分析的激励源,通过频域内的振动分析得到铁心和绕组表面各节点的振动位移,并将其作为变压器声场分析的边界条件,进一步求解变压器声场模型,分析得到变压器周围空间场点在噪声集中频率100 Hz和200 Hz上的声压级,并与实测值进行对比分析,验证了该模型的可行性,可为变压器噪声预测提供理论依据和计算方法。     

换流站电力电容器单元噪声试验电路研究

针对常规高压直流输电工程中电力电容器装置噪声突出,需要从源头进行控制的情况,给出了可按照电容器单元实际运行工况进行噪声测试的试验电路,包括可同时加载工频和多个谐波电流的桥式电路以及同时加载直流电压和多个谐波电流的试验电路,并提出了试验电路中关键设备——谐频电源的技术方案,结合仿真波形证明了试验电路可行性。基于所提出的试验电路,建立了电力电容器噪声试验平台,开展了换流站多台电容器单元的噪声试验。试验结果与理论值的对比分析验证了试验电路可满足直流工程中电力电容器单元的噪声测试要求。