CN106940217A - 一种用于干式变压器的噪声测量装置 - Google Patents

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刘小平
刘明
吴桂林
郑才生
陈浪
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    • G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means

Abstract

本发明涉及一种用于干式变压器的噪声测量装置，主要解决现有技术中存在的噪声测量精度低的技术问题，本发明通过采用所述噪声测量装置包括位于干式变压器3相邻两侧的平行光装置1，分别设置于干式变压器3另外两侧的光谱接收装置2，与2个光谱接收装置2连接的信号放大电路4，与信号放大电路4连接数据处理单元5的技术方案，较好的解决了该问题，可用于干式变压器3的工业生产中。

Description

一种用于干式变压器的噪声测量装置
技术领域
本发明涉及干式变压器测量领域，特别涉及到一种用于干式变压器的噪声测量装置。
背景技术
随着我国经济发展和用电需求的增加，大容量电力变压器深入负荷中心，干式变压器3属于其中一种变压器。干式变压器的使用导致设备附近噪声强度增加，严重影响周围的环境。因此，测量干式变压器的工作噪声，并对超过设定阀值的情况进行预告就进入了人们的视野。
显示有的噪声测量装置主要通过使用麦克风进行声音采集，存在因为环境干扰测量精度低的技术问题。因此，提供一种测量精度高的噪声测量装置就很有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的噪声测量精度低的技术问题。提供一种新的用于干式变压器的噪声测量装置，该用于干式变压器3的噪声测量装置具有测量精度高、稳定性好、智能化程度高的特点。
为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：
一种用于干式变压器的噪声测量装置，所述噪声测量装置包括位于干式变压器3相邻两侧的平行光装置1，分别设置于干式变压器3另外两侧的光谱接收装置2，与2个光谱接收装置2连接的信号放大电路4，与信号放大电路4连接数据处理单元5。
本发明的工作原理：树脂浇注式干式变压器3作为干式变压器3的主要类型，其噪声主要是由于铁心、绕组、结构件及风冷系统的振动而产生的。铁心、绕组及结构件统称为变压器的本体，如不考虑风冷系统的噪声，干式变压器3 的器身噪声完全来自结构噪声，干式变压器3的噪声来源主要有：硅钢片的磁致伸缩引起的铁心振动，硅钢片接缝处和叠片间因磁通而产生的电磁力引起的铁心振动，负载电流产生的磁漏引起的振动。此外，电源的谐波成分以及绕组中电流的直流偏磁对变压器的噪声影响也很明显。干式变压器3的工作磁密度通常为1.5T-1.8T。已有的研究表明，此时负载电流产生的磁漏引起的绕组振动，与贵干片的磁致伸缩引起的铁心振动相比要小很多，基本可以忽略。因此，干式变压器3的噪声主要来自铁心的硅钢片造成的振动，特别是铁心磁致伸缩引起的铁心振动，对干式变压器3而言，噪声主要是机械振动的结果，当铁心绕组结构出现声频范围内的机械时，会引起周围介质发生相应振动，从而以声波的形式向外辐射声音。声波的辐射实际是机械振动波能力的传递过程。因此，本发明通过测试机械振动波的参数，进而推导出声音的强度。
本发明通过采用平行光发生装置呈L型布设在干式变压器3相邻两侧，同时在另两侧设置光接收装置对越过干式变压器3的光进行接收，通过对接收光信号的处理计算，能够复现机械振动时，干式变压器3产生形变的过程变化，从而通过数据处理单元5对光信号的统计，得出机械振动波参数，进而推导出声音的强度与频率。该种测试方式，忽略了环境对于噪声的影响，能够测得纯粹噪声，测量精度高，测量稳定性高。
上述技术方案中，为优化，进一步地，所述平行光装置1包括光源，与光源对应设置的扩束准直透镜7。
进一步地，所述噪声测量装置所述光源为激光发射器6。
进一步地，所述光谱接收装置2包括光电二极管阵列，与光电二极管阵列连接的信号转换电路。
进一步地，所述噪声测量装置还包括与数据处理单元5连接的显示单元，所述显示单元用于显示实时噪声值。
进一步地，所述噪声测量装置还包括与数据处理单元5连接的报警装置，所述报警装置用于警告噪声超过阀值。
进一步地，所述报警装置包括报警输出电路，与报警输出电路连接的声光告警电路。
进一步地，所述报警装置还包括与报警输出电路连接的无线信号发射单元。
本发明通过使用L型的平行光越过干式变压器，对光进行捕捉，然后通过处理还原光的相位与幅度，能够复现干式变压器机械振动产生的波形参数，通过对波形参数与声波的关系，计算出声波参数。从而判定噪声是否超过阀值。同时设置显示单元对实时噪声进行显示。通过设置报警装置对超过阀值的噪声进行报警，警告工作人员噪声已经超标，工作人员通过监控终端对干式变压器3 输入端进行降额工作或其他降噪措施。通过设置无线发射单元，满足移动终端的需要，能够使工作人员移动监测干式变压器3的噪声参数。
本发明的有益效果：
效果一，噪声测试无环境干扰无关，测量精度高；
效果二，光学器件稳定性好，测量稳定性高；
效果三，提高测量智能化，实时监控噪声参数，满足移动化智能化设备需求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1，用于干式变压器3的噪声测量装置示意图
图2，平行光装置1示意图。
图3，放大电路示意图。
图4，报警装置示意图。
附图中，
1-平行光装置，2-光谱接收装置，3-干式变压器，4-信号放大电路，5-数据处理单元，6-激光发射器，7-扩束准直透镜，8-蜂鸣器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种用于干式变压器的噪声测量装置，所述噪声测量装置包括位于干式变压器3相邻两侧的平行光装置1，分别设置于干式变压器3另外两侧的光谱接收装置2，与2个光谱接收装置2连接的信号放大电路4，与信号放大电路4连接数据处理单元5。噪声测量装置还设有用于供电的供电装置，供电装置具有备用电源，备用电源采用锂电池电源。
本实施信号放大电路4如图3，其中输入接光谱接收装置2的输出，信号放大电路4的输出接数据处理单元5的输入。信号放大电路4包括与输入连接的电容C1，电容C1与三极管Q1的G极连接，电容C1通过电阻R5与地连接，通过电阻R6与+5V连接，三极管的D极通过电阻R2与+5V连接，电阻R2与三极管Q1的D极公共端接电容C2后与信号放大电路4输出连接；三极管S极通过电阻R3，并联的电阻R4及电容C3后与地连接。其中，三极管Q1为2N2222，电容C1＝20uF，C2＝47uF，C3＝100uF，电阻R1＝300欧姆，R2＝230欧姆，R3＝10 欧姆，R4＝60欧姆，R5＝3.3k欧姆，R6＝5.2k欧姆。
本实施例的工作流程：干式变压器3工作，给平行光装置1上电，平行光装置1提供平行光，光谱接收装置2分别接收两个面的光信号，将光信号接收后，通过广电探测器转换为电信号，通过信号放大电路4供给数据处理单元5 进行处理。数据处理单元5根据电信号计算出机械振动波的参数，再计算出声波参数，将声波参数与设定阀值进行对比，主要是对比幅度与频率，将对比结果输出到工作人员的操作控制终端。
为了解结构的振动与辐射声功率的关系，引入判定结构辐射效率的系数σ，对于一个同相位振动的大平面结构，如果平面的尺寸比传播介质的波长大很多，介质粒子就不可能沿切向运动，紧贴振动面的介质粒子的速度与振动表明的速度是相等的。产生的声辐射沿振动面的法线方向，所以由振动面辐射进入传播介质的声功率可以简化为W＝SvPrmsVrms，其中Prms为紧贴振动面的介质的点声压有效值，Vrms为同一点的振动速度有效值，Sv为结构辐射面积。振速与声压的关系为：其中ρc为声阻抗。对于同一测试对象，测点不变，辐射系数、测量面积等不变，噪声频谱特征不发生明显的变化，声功率与速度级之间的差值近似为常量。
为了提供更有的平行光，优选地，如图2，所述平行光装置1包括光源，与光源对应设置的扩束准直透镜7。通过使用扩束准直透镜7能够满足对平行光源的需求。
激光发射器6的光源能量集中，优选地，所述噪声测量装置所述光源为激光发射器6。
其中，光谱接收装置2采用光电二极管阵列方式。光谱接收装置2包括光电二极管阵列，与光电二极管阵列连接的信号转换电路。
为提高噪声测量装置的可用性，优选地，所述噪声测量装置还包括与数据处理单元5连接的显示单元，所述显示单元用于显示实时噪声值。通过实时显示噪声值，能够更优的满足与工作人员的交互性。
为及时提示工作人员噪声值超标，优选地，所述噪声测量装置还包括与数据处理单元5连接的报警装置，所述报警装置用于警告噪声超过阀值。如图4，所述报警装置包括报警输出电路，与报警输出电路连接的声光告警电路。通过2 种告警方式，全面提示工作人员噪声情况。图2中，将装置接入供电模块，稳压管VS削波，电源正半周导通，负半周削波，二极管VD1整流，在电容两端输出约为+10V的直流电压。平时，复合管VT1，VT2无基级电流而截至，双向晶闸管V控制级无触发信号而处于关闭状态，灯L不亮，当有报警信号为高电平时，快速给电容C7充电，电流足够大而产生导通，进入VT1基极，复合管导通，电容C6通过复合管快速充电，从发光二极管VL1输出正脉冲触发电流，双向晶闸管V导通，灯L亮，蜂鸣器8响，产生报警。
为丰富工作人员实时、不受地域的监测干式变压器3噪声情况。优选地，所述报警装置还包括与报警输出电路连接的无线信号发射单元。通过工作人员处的移动终端对无线信号发射单元的无线信号进行接收，能够满足智能化、移动化的业务需求。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (8)

1.一种用于干式变压器的噪声测量装置，其特征在于：所述噪声测量装置包括位于干式变压器(3)相邻两侧的平行光装置(1)，分别设置于干式变压器(3)另外两侧的光谱接收装置(2)，与2个光谱接收装置(2)连接的信号放大电路(4)，与信号放大电路(4)连接数据处理单元(5)。
2.根据权利要求1所述的用于干式变压器的噪声测量装置，其特征在于：所述平行光装置(1)包括光源，与光源对应设置的扩束准直透镜(7)。
3.根据权利要求1所述的用于干式变压器的噪声测量装置，其特征在于：所述噪声测量装置所述光源为激光发射器(6)。
4.根据权利要求1所述的用于干式变压器的噪声测量装置，其特征在于：所述光谱接收装置(2)包括光电二极管阵列，与光电二极管阵列连接的信号转换电路。
5.根据权利要求1-4任一所述的用于干式变压器的噪声测量装置，其特征在于：所述噪声测量装置还包括与数据处理单元(5)连接的显示单元，所述显示单元用于显示实时噪声值。
6.根据权利要求1-4任一所述的用于干式变压器的噪声测量装置，其特征在于：所述噪声测量装置还包括与数据处理单元(5)连接的报警装置，所述报警装置用于警告噪声超过阀值。
7.根据权利要求6所述的用于干式变压器的噪声测量装置，其特征在于：所述报警装置包括报警输出电路，与报警输出电路连接的声光告警电路。
8.根据权利要求6所述的用于干式变压器的噪声测量装置，其特征在于：所述报警装置还包括与报警输出电路连接的无线信号发射单元。
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