CN106289496A - 一种测试变压器噪声的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变压器噪声测试方法及装置，主要是基于变压器噪声由变压器构件振动引发的机理，通过在变压器箱壳的振动较大点、较小点及中间点上粘设振动加速度传感器、以紧密接触方式采集振动模拟信号，并经模数转换后由计算机软件进行分析处理、转换，获得数据相对比较可靠且稳定、重复性较强的变压器噪声检测值。变压器噪声测试装置包含有电源调压器、振动信号采集构件、模拟信号处理构件、数据信号传输构件和数据处理及显示构件。有效摆脱了传统用分贝机在噪声屏蔽室内测试噪声的麻烦，避免了人为干扰因素，提高了测试数据的可靠性，方便于在探索机械构件与噪声值间关系的基础上指导改善产品结构设计，从而提高产品的总体噪声达标水平和产品成品率。
Description
技术领域
本发明涉及信号检测技术领域，特别是一种测试变压器噪声的方法及装置。
背景技术
随着人们环保意识的增强和环保部门对各类噪声的限制，变压器噪声对社会环境的污染以及对人类身体健康的危害日趋受到重视。变压器的噪声主要源自变压器本体振动产生的噪声和冷却系统产生的噪声，其中所述的变压器本体振动产生的噪声主要包括由硅钢片磁致伸缩引起的铁心振动、硅钢片接缝处和叠片之间存在的因漏磁而产生的电磁吸引力引起的铁心振动以及绕组中有负载电流通过时产生的漏磁引起线圈和油箱壁的振动产生的噪声。噪声值的大小不仅与变压器的本体结构、造型布局、安装有关，而且还与变压器使用过程中由变压器本体及冷却系统布置规则、间隙、连续或随机振动引起的机械共振、谐振噪声及空气噪声有关。所以，变压器出厂时空载状态下测量的噪声值与现场加载状态下检测到的工作噪声值间存在差异。目前，变压器噪声已作为产品常规技术指标随同电气性能和机械性能方面指标一起被列为变压器的重要考核技术参数，同时，变压器产品的噪声水平也已成为了衡量变压器生产厂商设计和制造水平的重要标志。
在变压器噪声检测方面，目前一般采取将变压器置于噪声屏蔽室内、在空载状态下用分贝机进行非接触式测试，除存在测试环境要求比较严格、测试方便性较差和检测成本较高外，还存在测试数据随机性强、可靠性差和重复率低的不足，此外，在实验室空载状态下的测试值与变压器现场使用时的加载状态下的测试值之间存在无规律差值，因而，给变压器生产厂商和环保部门的噪声监控方面造成诸多困惑。所以，变压器生产厂商很有必要深入研究和探索变压器的机械振动与噪声间的关系特性，优化结构设计，探索科学的检测方法，以便于开发出既能充分满足产品噪声指标、又便于确保产品出厂检测数据的可靠性和稳定性，提高产品合格率，还能应用于变压器现场加载工作过程中自动跟踪分析和实时监测噪声功能的变压器噪声检测装置，总体提高变压器噪声的测量和监控水平。
发明内容
本发明的目的是要克服在变压器噪声检测和管理方面所存在的落后状况，提供一种基于变压器振动产生噪声机理、有利于提高检测数据的可靠性、方便于产品质量控制和现场实时跟踪监测的变压器噪声测试方法及装置。
本发明的变压器噪声测试方法的主要是基于变压器噪声是由变压器构件振动引发噪声的机理，以紧密接触方式，通过在变压器箱壳的若干振动较大点、较小点及中间点部位上分别粘设振动加速度传感器的方法采集各点包含有振动幅值及振动频率的振动模拟信号，并经模数转换后由计算机软件进行分析处理、转换，获得数据相对比较可靠且稳定、重复性较强的变压器噪声检测值。
基于本发明方法设置的变压器噪声测试装置主体包含有电源调压器、振动信号采集构件、模拟信号处理构件、数据信号传输构件和数据处理及显示构件，其中：
所述的振动信号采集构件具有多点检测油箱外壳上振动状况模拟信号及信号放大的功能，由数个内置有电子放大器、灵敏度为1000 mv/g、测试频率范围为0.2 Hz～8000 Hz、加速度范围为±5 g、输出阻抗小于100欧姆的IPC振动型加速度传感器充任;
所述的模拟信号处理构件具有将采集的振动模拟信号转换成便于计算机识别和处理的声压级振幅数字信号的功能，由内设有模拟／数据转换功能模块的数据采集卡充任；
所述的数据信号传输构件具有向数据处理及显示构件5传输提供声压级振幅数字信号的功能，由带USB接口的数据信号传输线充任；
所述的数据处理及显示构件具有读取声压级振幅数字信号并转换成变压器噪声检测值的功能，由配设有具有分栏处理功能的EXCEL软件和具有提供振动加速度与声压级振幅数字信号之间关系曲线功能的MATLAB软件的个人PC机充任；
工作时，所述的IPC振动型加速度传感器粘设在变压器油箱外壳上，由数据采集卡汇集各振动点上的振动模拟信号，后经模拟信号处理构件发送出声压级振幅数字信号，再经数据信号传输构件发送给数据处理及显示构件，由PC机的EXCEL软件分栏处理后与MATLAB软件提供振动加速度与声压级振幅数字信号之间关系曲线进行对比、整合，获得即时变压器噪声检测值。此外，当所述的数据信号传输构件输出的声压级振幅数字信号与环保部门的环保噪声管理系统相连或建立通讯关系时，构成环保部门对变压器噪声的实时监控系统。
基于上述构思的本发明变压器噪声测试方法和装置，由于采用了基于变压器振动主要由铁心的磁滞伸缩引起铁心的振动、以及包括由铁心和线圈传递给机械夹件、并通过油流传递给油箱的振动产生噪声的机理，通过在油箱表面不同振动程度的点位上粘设若干振动加速度传感器的方法检测获得油箱表面的振动模拟噪声信号，并经模数转换后供计算机软件处理，转换获得稳定可靠且重复性强、有科学依据的变压器噪声检测值，与传统采用分贝机测量变压器附近环境噪声的方法相比，摆脱了传统的必须在噪声屏蔽室内测试噪声的麻烦，使变压器的噪声检测免受环境空间和人为因素的影响，测试结果准确和相对稳定，有效克服了测试数据的稳定可靠性、重复性差、产品成品率低等诸多弊端，明显具有方法科学且合理，测试方便且测试数据稳定可靠、重复性强等优点；此外，本发明的变压器噪声测试方法和装置还可以用于检测变压器使用现场加载状态下的工作噪声值，方便于将读取的工作噪声值与空载状态下的噪声值作比较，从中找出差值规律，以推测确定变压器空载状态下的噪声达标范围，并在探索机械构件与噪声值间关系的基础上指导改善产品结构设计，从而提高产品的总体噪声达标水平，有利于提高产品成品率；而且，通过带USB接口的数据信号传输线将变压器噪声测试装置与环保噪声监测系统互连，方便于环保部门对变压器噪声的实时监测管理，填补了变压器噪声现场跟踪监测方面的空白，为从总体上提高环保部门的变压器噪声管理水平作出了实质性贡献本发明的目的是要提供一种。
附图说明
图1是本发明实施例的结构及应用示意图；
图2是本发明实施例中传感器布局示意图。
图中：
1.电源调压器 2.振动信号采集构件 3.模拟信号处理构件
4.数据信号传输构件 5.数据处理及显示构件 6.油箱外壳。
具体实施方式
在图1和图2中，本发明的变压器噪声测试装置主体包含有电源调压器1、振动信号采集构件2、模拟信号处理构件3、数据信号传输构件4和数据处理及显示构件5，其中：
所述的振动信号采集构件2具有多点检测油箱外壳6上振动状况模拟信号及信号放大的功能，由数个内置有电子放大器、灵敏度为1000 mv/g、测试频率范围为0.2 Hz～8000Hz、加速度范围为±5 g、输出阻抗小于100欧姆的IPC振动型加速度传感器充任;
所述的模拟信号处理构件3具有将采集的振动模拟信号转换成便于计算机识别和处理的声压级振幅数字信号的功能，由内设有模拟／数据转换功能模块的数据采集卡充任；
所述的数据信号传输构件4具有向数据处理及显示构件5传输提供声压级振幅数字信号的功能，由带USB接口的数据信号传输线充任；
所述的数据处理及显示构件5具有读取声压级振幅数字信号并转换成变压器噪声检测值的功能，由配设有具有分栏处理功能的EXCEL软件和具有提供振动加速度与声压级振幅数字信号之间关系曲线功能的MATLAB软件的个人PC机充任。
工作时，所述的IPC振动型加速度传感器粘设在变压器油箱外壳6上，由数据采集卡汇集各振动点上的振动模拟信号，后经模拟信号处理构件3发送出声压级振幅数字信号，再经数据信号传输构件4发送给数据处理及显示构件5，由PC机的EXCEL软件分栏处理后与MATLAB软件提供振动加速度与声压级振幅数字信号之间关系曲线进行对比、整合，获得即时变压器噪声检测值。此外，当所述的数据信号传输构件4输出的声压级振幅数字信号与环保部门的环保噪声管理系统相连或建立通讯关系时，构成环保部门对变压器噪声的实时监控系统。
Claims (3)
1.一种测试变压器噪声的方法，其特征在于基于变压器噪声是由变压器构件振动引发噪声的机理，以紧密接触方式，通过在变压器箱壳的若干振动较大点、较小点及中间点部位上分别粘设振动加速度传感器的方法采集各点包含有振动幅值及振动频率的振动模拟信号，并经模数转换后由计算机软件进行分析处理、转换，获得数据相对比较可靠且稳定、重复性较强的变压器噪声检测值。
2.一种变压器噪声测试装置，其特征在于主体包含有电源调压器（1）、振动信号采集构件（2）、模拟信号处理构件（3）、数据信号传输构件（4）和数据处理及显示构件（5），其中：
所述的振动信号采集构件（2）具有多点检测油箱外壳（6）上振动状况模拟信号及信号放大的功能，由数个内置有电子放大器、灵敏度为1000 mv/g、测试频率范围为0.2 Hz～8000 Hz、加速度范围为±5 g、输出阻抗小于100欧姆的IPC振动型加速度传感器充任;
所述的模拟信号处理构件（3）具有将采集的振动模拟信号转换成便于计算机识别和处理的声压级振幅数字信号的功能，由内设有模拟／数据转换功能模块的数据采集卡充任；
所述的数据信号传输构件（4）具有向数据处理及显示构件5传输提供声压级振幅数字信号的功能，由带USB接口的数据信号传输线充任；
所述的数据处理及显示构件（5）具有读取声压级振幅数字信号并转换成变压器噪声检测值的功能，由配设有具有分栏处理功能的EXCEL软件和具有提供振动加速度与声压级振幅数字信号之间关系曲线功能的MATLAB软件的个人PC机充任；
工作时，所述的IPC振动型加速度传感器粘设在变压器油箱外壳（6）上，由数据采集卡汇集各振动点上的振动模拟信号，后经模拟信号处理构件（3）发送出声压级振幅数字信号，再经数据信号传输构件（4）发送给数据处理及显示构件（5），由PC机的EXCEL软件分栏处理后与MATLAB软件提供振动加速度与声压级振幅数字信号之间关系曲线进行对比、整合，获得即时变压器噪声检测值。
3.根据权利要求2所述的变压器噪声测试装置，其特征在于所述的数据信号传输构件（4）与环保部门的环保噪声管理系统相连或建立通讯关系，构成环保部门对变压器噪声的实时监控系统。
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