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。     

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。     

500kV变电站噪声源强迭算与预测方法优化

为提高变电站噪声预测准确率,需要建立变电站噪声预测的源强数据库,同时优化变电站噪声预测方法。依托四川电网具有代表性的5个500kV变电站内外噪声实测数据,采用噪声源强迭算方法,获得了主变压器、高压电抗器、低压电抗器、电容器、金具的噪声源强大小与频谱特性,同时对主要声源采用简化垂直面源设置、地形分区贴合辅助控制面技术等手段优化变电站噪声预测方法。通过Cadna/A建模预测,变电站内外不同区域噪声预测结果和监测结果总体吻合,该预测方法能较准确地反映变电站投运后的噪声情况。     

基于全相FFT的电力变压器噪声衰减模型

分析变压器噪声信号的频域特性和衰减模型,有利于变电站有源噪声控制技术的研究。对某变压器噪声信号进行全相FFT频谱分析,得到其频域特性曲线。由频谱图可以看出,该变压器噪声以100 Hz为基频,并在基频处噪声声压级达到峰值。首先利用全相FFT谱分析法处理各参考点噪声信号,得到倍频带声压级。再结合变电站各参数,建立声衰减模型,即可计算预测点声衰减量并合成其A声级,进而绘制出变电站噪声A声级及100 Hz声压级分布图。结合全相FFT的噪声衰减模型可以准确地计算出变电站的噪声分布,直观地评价变压器噪声对周边环境的影响。     

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。     

声强法在变电站变压器声功率测试中的应用

变压器的声功率值是预测或评估变电站噪声影响的重要参数,方便、准确地测量其声功率值对变电站噪声影响评价具有重要意义。本文提出采用声强法测量变电站变压器的声功率值,测试结果证明,与传统的声压测试法和声功率测试法相比,该方法不易受周围环境的影响,能方便、准确地测量全户外式变电站变压器的声功率级。     

变电站噪声预测和仿真分析

随着社会的发展,变电站噪声越来越受到人们的关注,因此有必要对变电站噪声进行研究。首先利用声级计对重庆和尚山110 kV变电站的噪声进行测量,并利用灰色GM(1,1)方法对变电站噪声进行预测,可以得到每月噪声的变化情况;然后利用径向基函数(radical basis function, RBF)神经网络对不同温度、距离的噪声进行预测。最后利用RBF神经网络对不同温度和变压器运行负荷时的噪声进行计算,为新建变电站的设计提供参考。     

变电站噪声预测和仿真分析

随着社会的发展,变电站噪声越来越受到人们的关注,因此有必要对变电站噪声进行研究。首先利用声级计对重庆和尚山110kV变电站的噪声进行测量,并利用灰色GM(1,1)方法对变电站噪声进行预测,可以得到每月噪声的变化情况;然后利用径向基函数(radical basis function,RBF)神经网络对不同温度、距离的噪声进行预测。最后利用RBF神经网络对不同温度和变压器运行负荷时的噪声进行计算,为新建变电站的设计提供参考。     

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。     

基于SoundPLAN的变电站噪声预测

基于SoundPLAN软件对山东某变电站进行噪声预测,利用实测值反向计算主变压器声功率级,分别根据反推声源和推荐声源建立模型,并将配电装置、电抗器等其他电力设备等效为声场障碍物进行建模,通过反推声源预测结果、推荐声源预测结果和实测值进行比较。结果表明,在模型环境参数及声场障碍物不变的情况下,测点反推声源预测结果比推荐声源预测更接近于实测值,推荐声源值不适用于远声场或有障碍物声场的噪声预测。     

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。     

交流变电站主要设备噪声特性分析

本文对交流变电站内不同电压等级变压器、电抗器、变电架构以及冷却风机噪声特性进行现场测量,分析各主要噪声源设备时域波形、声压级以及频谱分布特性。结果表明:不同电压等级变压器噪声基本位于600 Hz范围内,高压电抗器噪声以100 Hz频率成分为主,电晕噪声具有短时脉冲性的特点且6 kHz范围内噪声能量较高,风机噪声频带较宽,其频谱中转动频率分量幅值最高。所得出的结论对于变电站噪声预测与控制具有参考意义。     

基于遗传小波神经网络的变电站内变压器噪声自适应抑制

为减少变电站噪声污染,针对变压器噪声控制问题,提出一种基于遗传小波神经网络的变电站内变压器噪声自适应抑制方法。首先,将变压器噪声进行小波神经网络建模,比较变压器实际噪声信号和模型输出噪声信号的大小。其次,根据残余噪声信号幅值绝对值,自适应选择遗传算法或者梯度下降算法作为小波神经网络中参数迭代的优化方法。最后,利用一种降噪综合性能评价策略,确定模型隐含层最优结构。通过3种不同模型的仿真,结果表明遗传小波神经网络模型对变压器附近的噪声信号有较好的抑制效果。     

变压器出厂声级见证检测试验技术研究

为了通过变压器出厂声级见证检测试验,获取相对准确的变压器在未来变电站设计负载下运行产生的噪声值,笔者根据黑龙江省电网变压器运行的实际情况,阐述了变压器检测工况的选择及其试验方法,确定了变压器声级检测条件,并通过检测及计算实例,证明了变压器的检测试验结果符合制造厂家对变压器出厂声级见证检测试验工况及其检测结果.     

特高压变压器可听噪声声功率现场测量技术研究

随着输电电压等级的提高,变电站运行时的可听噪声污染问题越来突出,特高压变压器是特高压变电站内主要噪声源,准确测量其运行状态下的噪声值对变电站噪声控制具有重要指导作用。文中以某1 000 kV特高压变压器为对象,采用声压法、离散点法声强测量和扫描法声强测量方法,在变电站现场对同台特高变压器运行时的噪声声功率进行测量,研究这3种不同方法的适用性。测量结果表明,在测量现场存在外界噪声干扰和防火墙声反射作用下,声压法测量结果误差较大,声强测量结果准确。说明2种声强测量方法都可适用于某1 000 kV特高压变压器可听噪声声功率的现场测量,扫描法声强测量时间要大大少于离散点法声强测量。     

基于母线负荷预测的变压器经济运行监控系统

根据变压器经济运行理论,介绍一种基于母线负荷预测的变压器经济运行监控系统,它可对变电站主变的运行状态进行实时在线监测,通过计算寻找变压器经济运行点,引入变压器操作成本,并结合母线负荷预测系统来降低变压器有功功率损耗,同时也可防止变压器频繁操作。     

基于核极限学习机和Bootstrap方法的变压器顶层油温区间预测

为准确估计变压器热状态,提出了一种基于核极限学习机和Bootstrap方法的变压器顶层油温区间预测模型。首先通过Bootstrap采样得到L组训练样本,分别训练L个核极限学习机模型对顶层油温进行拟合回归点预测;然后训练一个核极限学习机模型对顶层油温观测噪声方差进行回归估计;最后根据这L+1个核极限学习机模型的结果估计在某置信水平上的顶层油温的预测区间。算例仿真结果表明,该方法可以较好地考虑变压器顶层油温预测模型的不确定性,得到较为准确可靠的顶层油温预测区间;采用核极限学习机算法的顶层油温区间预测结果的不确定性小于BP神经网络和极限学习机,与采用支持向量机算法区间预测模型相当,但计算速度明显优于支持向量机。相比于传统的顶层油温点预测方法,所提区间预测方法可以为变压器的热状态估计、安全运行等提供更为合理和充分的辅助依据。     

基于寿命数据的电力变压器经济寿命预测

电力设备经济寿命的定量预测能为设备运维决策和电网规划提供依据。构建了以年等值成本最低为依据的变压器经济寿命预测模型。为计算模型中的关键参数,将变压器的全寿命数据进行分类和关键数据提取,采用无分布的比例故障率模型和蒙特卡洛模拟法计算得到故障率和停机持续时间的概率分布。然后分析经济要素,在计算电力变压器的年度检修成本、年度中断成本和年度运行成本的基础上,实现了电力变压器经济寿命的定量预测。最后以一台实际的220 k V现役变压器为例,按照所建立的预测模型进行了经济寿命预测的实证研究,结果表明预测模型不仅能有效利用设备寿命数据,而且预测结果合理,对变压器的运维决策,以及未来变电站的规划改造具有指导意义。     

变电站噪声超标影响及治理控制措施

介绍了变电站噪声产生原理及超标原因,分析了变电站噪声主要治理措施。结合拟规划建设的一座500 k V变电站项目,探讨了变电站远期4组主变压器和2组高压电抗器正常运行时的厂界噪声及对周边居民点的影响,并根据预测结果提出相应的噪声治理措施,可为类似变电站噪声治理提供参考。     

城区变电站噪声治理措施的理论计算与分析

广西某110 kV城区变压站围墙外1 m噪声超标严重,附近居民投诉较多。为解决该变电站噪声超标问题,利用变压器噪声衰减计算软件分析各种噪声治理措施的合理性和经济性。根据计算结果进行分析,得出在变压器西侧约3 m处增设厚200 mm、高5 m的微孔纤维复合吸声板吸声墙是最有效的治理措施。该措施实施后,围墙外1m及噪声敏感点的噪声值均符合标准要求。