500 kV 变电站简化噪声源衰减特性研究

基于四川某500 k V变电站,将其主变压器分别简化为体声源、面声源和点声源,对噪声衰减情况进行预测分析。结果表明,采用Cadna/A软件和噪声导则推荐模式计算的噪声声压级吻合良好,距体源、面源、点源相同距离处采用软件计算的噪声声压级差异较小,最大差值仅为0.9 d B(A);在近声场(L≤5 m),体源噪声衰减最慢,面源其次,点源衰减最快,L(距声源距离)相同时,声压级从大到小依次为体源、面源、点源;而在远声场(L≥35 m),各声源衰减规律一致,声压级从大到小依次为点源、面源、体源。从机理上阐明了变电站噪声预测工作中的声源简化差异问题,具有很强的指导意义。     

基于偶极等效声源的特高压变压器有源降噪方法研究

有源降噪技术主要基于声波干涉相消原理,因此初级声源和次级声源的声场传播特性及其声波相干作用导致的声场分布变化规律的研究对有源降噪的系统设计及次级声源的布局至关重要。在实验室进行变压器有源降噪实验时,通常采用扬声器来模拟变压器噪声,因此扬声器等效模型的选择很关键。等效为点声源模型简单方便,但误差较大。该文选取偶极声源模型作为扬声器的等效模型,并以实测特高压变压器噪声特性为基础,分别对扬声器等效为点声源模型和偶极声源模型的声场干涉特性进行仿真和实验验证。实验结果表明,偶极声源模型比点声源模型更符合扬声器实际的声辐射特性。     

电动汽车电机系统噪声声场模型分析研究

建立了电动汽车电机系统噪声声场模型,基于偏奇异值分析方法,通过进行电机系统噪声声场模型求解,计算修正信号的各阶偏奇异值进而识别主要声源。低速、低转矩工况下试验表明基于偏奇异值分析法确定的通道加权因子的噪声声场分析的主次更为分明。     

特高压变压器噪声源模型及仿真分析

准确评估特高压变电站内噪声水平需要合适的变压器声学模型。为此,在将变压器看作面声源的基础上,通过点声源与面声源的等效代替,最终将变压器等效为多个点声源,建立了相应的模型。该模型基于等效源法的思想,采用声功率级表示各等效点声源源强,等效过程方便简单,只需测量变压器附近少量场点的声压级,避免了近场声全息技术中的复杂计算。仿真计算结果显示:将面声源等效为多个点声源后的重建声场曲线与原平面声源产生的声场曲线基本一致。另外对1 000 kV变电站的仿真计算与实测数据的对比分析表明:结合提出的声学模型与点声源户外传播衰减,能较准确地预测变电站内任意点处噪声值,误差不超过1.5 dB。     

室内干式配电变压器噪声声场传播特性及治理

建立了典型结构室内配电变压器的噪声空气声场传播有限元模型,对噪声在空气中传播和衰减的基本特性进行了定量计算,分析了声源强度、物体表面吸声系数、声源位置三个主要因素对声场分布特性的影响,并根据所得传播和衰减规律,提出了相应的治理方案,取得了良好的控制效果。     

基于刚性圆柱上均匀圆阵的改进MUSIC算法

探讨了存在障碍物时声源波达方向估计问题。以环绕在刚性圆柱上的均匀圆阵为阵列模型,从声波的传播和扩散原理出发,在对声场特性的分析中将声学原理和阵列信号处理技术相结合,分析了刚性圆柱体散射声场及其分解,以及刚性圆柱体对圆阵响应的影响,在对声场分解所得到的特征波束空间,利用实值MUSIC算法实现了声源波达方向估计。该算法能较好地估计出空间多个声源的波达方向,并且具有计算量小,估计精度高和解相关声源的能力。计算机仿真结果验证了算法的有效性。     

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。     

换流变压器户外相干噪声预测模型研究

换流变压器户外噪声预测的准确与否直接影响着高压直流换流站的噪声评价和后续的噪声控制,目前户外噪声预测计算中因忽略了声线在边界多次反射产生的干涉效应,对噪声预测结果影响往往较大。因此在虚源法的基础上,通过对各虚源间的相干求和,考虑了声线多次反射形成的无限个虚源间的干涉效应,同时将各个不同的边界阻抗率加入到模型中去,建立了换流变压器的半开空间相干虚源模型。并应用该模型对某一具体换流变压器组的辐射声场进行计算,通过边界元模型、ISO9613模型计算结果与实测值进行对比。结果表明,该相干预测模型与边界元模型因考虑了相位信息,都能反映出声波在不同位置处的传播趋势,且2者计算结果基本一致,与实测值相比平均绝对误差2 d B,ISO9613模型平均绝对误差则达到6 d B;而该研究提出的模型与边界元法相比,计算效率提高了约95倍,证明了所提理论模型的准确性和适用性,可应用于大范围的户外噪声预测计算。     

超高压变电站噪声特性分析与预测模型研究

为准确计算高电压等级变电站噪声分布情况及对周围环境的影响,在分析变电站噪声特点的基础上对变电站主噪声源设备变压器和电抗器的声学模型进行了研究。分析表明,冷却风扇的运行和结构的不对称使得变压器和电抗器不同位置辐射噪声分布相差较大。为此,文中基于声强法提出了一种分部等效建模计算方法,将变压器和电抗器每个面进行分块并分别建立声源模型,通过研究面声源与点声源等效算法建立了变压器和电抗器多点声源模型并结合点噪声衰减理论及环境特点建立了变电站噪声衰减预测模型。仿真结果与实测数据对比显示该模型和算法能准确预测变电站内任意点处噪声大小,相比面声源模型有更高的精度。     

电力变压器有源降噪中次级声源的参数优化分析

为了获得较好的全局有源降噪效果,需合理布置次级声源,次级声源参数优化是电力变压器有源降噪技术研究中的核心问题。在分析有源降噪物理机制的基础上,建立了电力变压器的噪声辐射模型,得到变压器周围声场分布与噪声源、次级声源的关系。考虑实际工程需要,将次级声源参数分为2大类,并结合噪声辐射模型,从数目、位置、源强3方面对次级声源进行参数优化。鉴于位置和源强等参数间的交互影响关系,提出对固定参数和灵活参数进行交替优选,形成基于遗传算法的渐次搜索逼近策略。通过将具体算例与基于COMSOL软件的仿真结果相比较,表明该优化策略可获得较好的全局有源降噪效果。     

基于振动测量的并联电抗器声场计算

为明确电抗器声场分布特性及计算方法,在振动和声压测量的基础上,采用Soundplan噪声软件和BEM数值法对电抗器声场进行了重构,并与实测值进行了对比分析,建立了相对准确的电抗器声场计算方法。结果表明,电抗器本体表面振动因结构差异具有不对称性,其声场分布复杂,干涉现象明显;Soundplan噪声预测软件无法考虑声波干涉,计算结果与实测声场差别较大,而BEM数值法能较好仿真电抗器随距离增加而波浪衰减的过程,且能重构声场中任意点的声压,并计算声功率级;防火墙对电抗器声波干涉影响较大,地面反射影响相对较小,对防火墙进行吸声处理,可在一定程度上控制电抗器声波干涉。     

基于声波除灰的单排管阵列声场特性分析

基于边界元法,以单排管阵列为模型,运用ANSYS软件建立边界元模型.用振动一噪声分析软件SYSNOISE模拟计算了在不同位置的点声源激励作用下,管壁表面声场分布特性及指向性;通过计算场点,得出管阵列周围和远场的声场分布特性图.     

1000kV特高压并联电抗器周围声波干涉特性分析

为对特高压变电站的噪声进行综合治理,对变电站内主设备噪声进行了测量。采用相干和非相干声波理论,建立了并联电抗器周围声场分布模型,并计算了电抗器周围的声场。结果表明,并联电抗器噪声频谱中100 Hz的声功率级占整个1/3倍频带A计权声功率级的91.2%,该频率声波发生干涉,进而导致并联电抗器周围的声场分布存在极大值和极小值交替出现的现象;由于干涉声场的影响范围较大,因此在预测和评估特高压变电站的噪声时,不能将并联电抗器视为简单的非相干噪声源,而应采用相干声波理论来计算声场。     

电力变压器局部有源静音区的次级声源优化策略

提出了一种结合解析法和优化算法两种解决方案的次级声源优化策略,建立了局部有源静音区声场模型.得到了次级声源布放位置与声场分布函数的关系.     

交流滤波电容器装置电晕的噪声评估

交流滤波电容器装置的噪声是换流站中噪声来源的主要因素之一,其噪声主要来自电容器外壳的振动和均压环等结构的电晕放电,因此电晕噪声水平的计算对研究和合理评估整个电容器装置的噪声水平有着重要的意义。文章从美国BPA推荐的交流输电线路可听噪声预估公式出发,推导出有限长线声源与点声源的电晕噪声预测公式,并结合500 kV交流滤波电容器装置的结构尺寸,利用ANSYS仿真软件计算其电场分布,得到表面电场强度较大的均压环和电容器引线端在测量点处的噪声水平,以此作为电容器装置电晕噪声的评估依据。结果表明:当满足计算条件时,预测公式可以得到比较理想的计算结果,并且随着结构表面电场强度的减小或测量距离的增大,电晕噪声呈指数规律降低。     

±800 kV布拖换流站声环境影响分析

换流站噪声成分复杂且分布区域较广,对周边环境影响较大,是特高压直流工程必须考虑的关键问题之一。针对±800 kV布拖换流站各声源特性和周边环保要求,通过改进常规模型来模拟站内布置及区域环境,研究相干声场对噪声分布的影响,采用SoundPLAN对其厂界噪声进行预测分析。研究表明：在采取降噪措施后,厂界围墙外1 m处各点噪声均低于50 dB,满足II类地区夜间噪声限值标准;站外各敏感点噪声均在45 dB以下,满足I类地区夜间噪声限值标准。     

基于回归分析法的交流输电线路声功率计算方法EI北大核心CSCD

由于我国导线制造工艺、试验条件和电力运行环境的不同,在使用美国邦纳维尔电力公司(BPA)推荐的公式对我国特高压交流(UHVAC)输电线路可听噪声(AN)进行预测时,准确性仍有待提高。为此,利用电晕笼分别对分裂数为6、8、9、10和12的17种不同型式导线束的可听噪声水平进行了测量,并采用多元回归分析法分析获得了导线声功率计算方法。针对1 000 k V特高压交流示范工程河南焦作与湖北钟祥电磁环境长期观测站的可听噪声,分别采用BPA推荐公式与所提公式对它们进行了计算,并与实测值进行了对比。结果显示,所提公式得到的计算值与河南、湖北两地实测L50值偏差分别为0.66 d B和0.32 d B,小于BPA推荐公式偏差3.07 d B和2.14 d B。由此可见,针对我国特高压交流输电线路可听噪声问题,所提计算式比BPA推荐计算式的运算准确性更高。研究结果可为我国特高压交流输电线路可听噪声预测提供技术支撑。     

GIL击穿放电低频声场仿真

针对气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)耐压试验过程中击穿放电快速定位的要求,提出运用低频声场进行状态监测和故障定位的方法,为后续对GIL管廊进行声音异响监测、GIL管廊击穿放电定位提供理论依据。根据GIL管廊结构特点,建立有限长GIL管廊声学有限元模型,并设置无限长边界条件,用于模拟无限长GIL管廊中的声场分布。通过声模态分析、稳态频域声场分析、声源及背景噪声分析、瞬态时域声场分析,验证了运用低频声进行击穿放电定位的可行性和必要性。结果表明:击穿声50 Hz以下频率成分幅值要远大于风机噪声频率成分;在40 Hz以下频段,非声模态节点上的声压随距离的增加而减小。     

换流站电力电容器塔的相干辐射声指向性算法研究

电力电容器是高压直流换流站中的重要噪声源。在换流站设计阶段,必须对电力电容器塔的噪声对周围环境造成的影响进行准确的预测计算。本文在相干声源的叠加原理和声波传播衰减分析的基础上,进行理论公式推导,提出一种计算电容器塔远场噪声辐射指向性的数值计算方法,并对典型的电容器塔模型进行了模拟计算。结果表明,使用简化的相干声源叠加公式进行计算得到的指向性可以很好地模拟计算电容器塔架装置的噪声辐射特性。     

基于回归分析法的交流输电线路声功率计算方法

由于我国导线制造工艺、试验条件和电力运行环境的不同,在使用美国邦纳维尔电力公司(BPA)推荐的公式对我国特高压交流(UHVAC)输电线路可听噪声(AN)进行预测时,准确性仍有待提高。为此,利用电晕笼分别对分裂数为6、8、9、10和12的17种不同型式导线束的可听噪声水平进行了测量,并采用多元回归分析法分析获得了导线声功率计算方法。针对1 000 k V特高压交流示范工程河南焦作与湖北钟祥电磁环境长期观测站的可听噪声,分别采用BPA推荐公式与所提公式对它们进行了计算,并与实测值进行了对比。结果显示,所提公式得到的计算值与河南、湖北两地实测L50值偏差分别为0.66 d B和0.32 d B,小于BPA推荐公式偏差3.07 d B和2.14 d B。由此可见,针对我国特高压交流输电线路可听噪声问题,所提计算式比BPA推荐计算式的运算准确性更高。研究结果可为我国特高压交流输电线路可听噪声预测提供技术支撑。