CN110907030B - 一种用于测量三相电容器装置噪声的方法及系统 - Google Patents

一种用于测量三相电容器装置噪声的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于测量三相电容器装置噪声的方法及系统，属于电力电容器可听噪声评估与测量技术领域。本发明方法，包括：确定三相电容器的测点位置及测点位置的多个相对位置；获取测点位置的多个相对位置的每个相对位置的声压信号与电流信号；获取声压信号的相位校正幅值与相位；获取声压信号的相序校正幅值与相位；获取三相电容器装置测点位置的多个相对位置多频率的噪声幅值与相位，根据噪声幅值与相位确定三相电容器装置噪声声压级。本发明可以实现三相电容器装置噪声的准确测量，使用单相加载电源分别对三相电容器装置进行加载，并通过线性叠加原理对测量的噪声声压进行叠加，可以获得准确的三相电容器装置噪声测量结果。

Description

一种用于测量三相电容器装置噪声的方法及系统
技术领域
本发明涉及电力电容器可听噪声评估与测量技术领域，并且更具体地，涉及一种用于测量三相电容器装置噪声的方法及系统。
背景技术
滤波电容器装置为换流站主要的噪声源之一，兼具占地面积大、距离厂界近、装置高度高等特点，对换流站周边的噪声影响最为显著，对三相电容器装置噪声进行评估显得尤为重要。三相滤波电容器装置由三组完全相同的单相电容器通过星型接法构成。针对传统电容器装置噪声测量方法需要搭建三相电源加载回路，实验难度大幅增加。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种用于测量三相电容器装置噪声的方法，包括：
确定三相电容器的测点位置及测点位置的多个相对位置；
搭建单相电容器电流加载回路，对单相电容器电流加载回路加载单相测试电流，并对三相电容器的测点位置的多个相对位置进行测量，获取测点位置的多个相对位置的每个相对位置的声压信号与电流信号；
根据所述声压信号与电流信号获取电流信号的幅值与相位和声压信号的幅值与相位，并根据电流信号的幅值与相位和声压信号的幅值与相位校正声压信号的相位，获取声压信号的相位校正幅值与相位；
根据所述声压信号的校正幅值与相位，对声压信号进行相序校正，获取声压信号的相序校正幅值与相位；
根据声压信号的相序校正幅值与相位获取三相电容器装置测点位置的多个相对位置多频率的噪声幅值与相位，根据噪声幅值与相位确定三相电容器装置噪声声压级。
可选的，所述的声压信号的相序校正幅值与相位需进行预处理，所述预处理，具体为：对声压信号的第二幅值与相位按照复数原理进行加和处理。
可选的，相位校正，具体为：
根据如下公式，进行校正；
Figure BDA0002232939910000021
其中，
Figure BDA0002232939910000022
为校正后的声压相位，
Figure BDA0002232939910000023
为校正前的声压相位，f声压为声压信号的频率和f基频电流为加载电流基频。
可选的，加载电流基频f基频电流为50Hz。
可选的，对声压信号进行相序校正，获取声压信号的相序校正幅值与相位，具体为：
对任意一个声压信号的相位校正幅值和相位保持不变，剩余声压信号的相位校正相位减去预设阈值，相位校正幅值保持不变。
本发明还提供了一种用于测量三相电容器装置噪声的系统，包括：
测点模块，确定三相电容器的测点位置及测点位置的多个相对位置；
第一参数获取模块，搭建单相电容器电流加载回路，对单相电容器电流加载回路加载单相测试电流，并对三相电容器的测点位置的多个相对位置进行测量，获取测点位置的多个相对位置的每个相对位置的声压信号与电流信号；
第二参数获取模块，根据所述声压信号与电流信号获取电流信号的幅值与相位和声压信号的幅值与相位，并根据电流信号的幅值与相位和声压信号的幅值与相位校正声压信号的相位，获取声压信号的相位校正值；
第三参数获取模块，根据所述声压信号的相位校正值，对声压信号进行相序校正，获取声压信号的相序校正幅值与相位；
测量模块，根据声压信号的相序校正幅值与相位获取三相电容器装置测点位置的多个相对位置多频率的噪声幅值与相位，根据噪声幅值与相位确定三相电容器装置噪声声压级。
可选的，所述的声压信号的相序校正幅值与相位需进行预处理，所述预处理，，具体为：对声压信号的第二幅值与相位按照复数原理进行加和处理。
可选的，相位校正，具体为：
根据如下公式，进行校正；
Figure BDA0002232939910000031
其中，
Figure BDA0002232939910000032
为校正后的声压相位，
Figure BDA0002232939910000033
为校正前的声压相位，f声压为声压信号的频率和f基频电流为加载电流基频。
可选的，加载电流基频f基频电流为50Hz。
可选的，对声压信号进行相序校正，获取声压信号的相序校正幅值与相位，具体为：
对任意一个声压信号的相位校正幅值和相位保持不变，剩余声压信号的相位校正相位减去预设阈值，相位校正幅值保持不变。
本发明可以实现三相电容器装置噪声的准确测量，通过线性叠加原理，使用单相加载电源分别对三相电容器装置进行加载，并通过线性叠加原理对测量的噪声声压进行叠加，可以获得准确的三相电容器装置噪声测量结果，并降低了试验难度与试验条件。
本发明降低了三相电容器装置对试验条件的要求，实验室测定结果与现场实地测量结果相差3dB以内。
附图说明
图1为本发明一种用于测量三相电容器装置噪声的方法测点布置图；
图2为本发明一种用于测量三相电容器装置噪声的方法单相电容器电流加载回路图；
图3为本发明一种用于测量三相电容器装置噪声的方法流程图；
图4为本发明一种用于测量三相电容器装置噪声的系统结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
本发明提出了一种用于测量三相电容器装置噪声的方法，如图3所示，包括：
确定三相电容器的测点位置及测点位置的多个相对位置；
搭建单相电容器电流加载回路，对单相电容器电流加载回路加载单相测试电流，并对三相电容器的测点位置的多个相对位置进行测量，获取测点位置的多个相对位置的每个相对位置的声压信号与电流信号；
根据所述声压信号与电流信号获取电流信号的幅值与相位和声压信号的幅值与相位，并根据电流信号的幅值与相位和声压信号的幅值与相位进行相位校正，根据如下公式，进行校正；
Figure BDA0002232939910000041
其中，
Figure BDA0002232939910000051
为校正后的声压相位，
Figure BDA0002232939910000052
为校正前的声压相位，f声压为声压信号的频率和f基频电流为一般取加载电流基频50Hz；
获取声压信号的相位校正值；
根据所述声压信号的相位校正值，对声压信号进行相序校正，对声压信号进行相序校正，获取声压信号的相序校正幅值与相位，具体为：
对任意一个声压信号的相位校正幅值和相位保持不变，剩余声压信号的相位校正相位减去预设阈值，相位校正幅值保持不变；
获取声压信号的相序校正幅值与相位；
对声压信号的相序校正幅值与相位，对声压信号的第二幅值与相位按照复数原理进行加和处理，获取三相电容器装置测点位置的多个相对位置多频率的噪声幅值与相位，根据噪声幅值与相位确定三相电容器装置噪声声压级。
下面结合实施例对本发明进行进一步说明。
确定三相电容器装置测点位置M，分别得到对于A相、B相、C相电容器的三个相对位置MA、MB、MC，如图1所示，搭建单相电容器电流加载回路，回路图如图2所示，并布置好电容器噪声测点。
对单相电容器装置加载单相测试电流，同时测量测点MA、MB、MC噪声与加载的电流信号，得到三组电流与声压信号数据。
将测量得到的三组声压数据通过各自对应的电流信号进行相位校正，分别对电流信号与声压信号进行傅里叶变换，得到三组电流的幅值与相位IA，
Figure BDA00022329399100000512
IB，
Figure BDA00022329399100000513
IC，
Figure BDA0002232939910000055
分别对应加载A相，B相，C相电容器装置的电流，三组声压的幅值与相位，分别对应加载A相，B相，C相电容器装测量得到的声压，PA，
Figure BDA00022329399100000514
PB，
Figure BDA00022329399100000515
PC，
Figure BDA0002232939910000058
每个声压频率下的声压信号校正公式如下：
Figure BDA0002232939910000059
Figure BDA00022329399100000510
为校正后的声压相位，
Figure BDA00022329399100000511
为校正前的声压相位，f声压为声压信号的频率，f基频电流一般取加载电流基频50Hz；
得到每个频率电流校正后的声压信号相位，分别对应加载A相，B相，C相电容器装测量得到的声压的相位，
Figure BDA0002232939910000061
声压每个频率幅值保持不变为PA,PB,PC。
再根据实际A相、B相、C相的各电流相位差120°进行相序校正，对A相电容器装置加载测量得到的每个频率的声压幅值相位数据保持不变，即
Figure BDA0002232939910000062
对B相电容器装置加载测量得到的每个频率的声压相位减去
Figure BDA0002232939910000063
f基频电流一般取加载电流基频50Hz，即
Figure BDA0002232939910000064
声压幅值保持不变；
对C相电容器装置加载得到每个频率的声压相位减去
Figure BDA0002232939910000065
即
Figure BDA0002232939910000066
声压幅值不变。
各个频率下相序校正后的三组声压信号的幅值与相位为PA，
Figure BDA0002232939910000067
PB，
Figure BDA00022329399100000612
PC，
Figure BDA0002232939910000069
将三组声压信号按照复数原理进行加和处理，得到的声压幅值与相位为三相电流加载下的三相电容器装置测点的各个频率噪声幅值与相位，各个频率下噪声幅值与相位分别pn和
Figure BDA00022329399100000610
三相电容器装置各个频率下噪声声压级为
Figure BDA00022329399100000611
本发明还提供了一种用于测量三相电容器装置噪声的系统200，如图4所示，包括：
测点模块201，确定三相电容器的测点位置及测点位置的多个相对位置；
第一参数获取模块202，搭建单相电容器电流加载回路，对单相电容器电流加载回路加载单相测试电流，并对三相电容器的测点位置的多个相对位置进行测量，获取测点位置的多个相对位置的每个相对位置的声压信号与电流信号；
第二参数获取模块203，根据所述声压信号与电流信号获取电流信号的幅值与相位和声压信号的幅值与相位，并根据电流信号的幅值与相位和声压信号的幅值与相位进行相位校正，相位校正，具体为：
根据如下公式，进行校正；
Figure BDA0002232939910000071
其中，
Figure BDA0002232939910000072
为校正后的声压相位，
Figure BDA0002232939910000073
为校正前的声压相位，f声压为声压信号的频率和f基频电流为一般取加载电流基频50Hz。获取声压信号的相位校正值；
第三参数获取模块204，根据所述声压信号的相位校正值，对声压信号进行相序校正，对声压信号进行相序校正，获取声压信号的相序校正幅值与相位，具体为：
对任意一个声压信号的相位校正幅值和相位保持不变，剩余声压信号的相位校正相位减去预设阈值，相位校正幅值保持不变；
获取声压信号的相序校正幅值与相位；
测量模块205，对声压信号的相序校正幅值与相位，对声压信号的第二幅值与相位按照复数原理进行加和处理，获取三相电容器装置测点位置的多个相对位置多频率的噪声幅值与相位，根据噪声幅值与相位确定三相电容器装置噪声声压级。
本发明可以实现三相电容器装置噪声的准确测量，通过线性叠加原理，使用单相加载电源分别对三相电容器装置进行加载，并通过线性叠加原理对测量的噪声声压进行叠加，可以获得准确的三相电容器装置噪声测量结果，并降低了试验难度与试验条件。
本发明降低了三相电容器装置对试验条件的要求，实验室测定结果与现场实地测量结果相差3dB以内。

Claims (10)

1.一种用于测量三相电容器装置噪声的方法，所述方法包括：
确定三相电容器的测点位置及测点位置的多个相对位置；
搭建单相电容器电流加载回路，对单相电容器电流加载回路加载单相测试电流，并对三相电容器的测点位置的多个相对位置进行测量，获取测点位置的多个相对位置的每个相对位置的声压信号与电流信号；
根据所述声压信号与电流信号获取声压信号的幅值与相位和电流信号的幅值与相位，并根据电流信号的幅值与相位和声压信号的幅值与相位校正声压信号的相位，获取声压信号的相位校正值；
根据所述声压信号的相位校正值，对声压信号进行相序校正，获取声压信号的相序校正幅值与相位，具体为：对任意一个声压信号的相位校正幅值和相位保持不变，剩余声压信号的相位校正相位减去预设阈值，相位校正幅值保持不变；
根据声压信号的相序校正幅值与相位，获取三相电容器装置测点位置的多个相对位置多频率的噪声幅值与相位，根据噪声幅值与相位确定三相电容器装置噪声声压级。
2.根据权利要求1所述的方法，所述的声压信号的相序校正幅值与相位需进行预处理，所述预处理，具体为：对声压信号的第二幅值与相位按照复数原理进行加和处理。
3.根据权利要求1所述的方法，所述的相位校正，具体为：
根据如下公式，进行校正；
Figure FDA0003712867930000011
其中，
Figure FDA0003712867930000012
为校正后的声压相位，
Figure FDA0003712867930000013
为校正前的声压相位，f声压为声压信号的频率和f基频电流为加载电流基频。
4.根据权利要求3所述的方法，所述的加载电流基频f基频电流为50Hz。
5.根据权利要求1所述的方法，所述的对声压信号进行相序校正，获取声压信号的相序校正幅值与相位，具体为：
对任意一个声压信号的相位校正幅值和相位保持不变，剩余声压信号的相位校正相位减去预设阈值，相位校正幅值保持不变。
6.一种用于测量三相电容器装置噪声的系统，所述系统包括：
测点模块，确定三相电容器的测点位置及测点位置的多个相对位置；
第一参数获取模块，搭建单相电容器电流加载回路，对单相电容器电流加载回路加载单相测试电流，并对三相电容器的测点位置的多个相对位置进行测量，获取测点位置的多个相对位置的每个相对位置的声压信号与电流信号；
第二参数获取模块，根据所述声压信号与电流信号获取声压信号的幅值与相位和电流信号的幅值与相位，并根据电流信号的幅值与相位和声压信号的幅值与相位校正声压信号的相位，获取声压信号的相位校正值；
第三参数获取模块，根据所述声压信号的相位校正值，对声压信号进行相序校正，获取声压信号的相序校正幅值与相位，具体为：对任意一个声压信号的相位校正幅值和相位保持不变，剩余声压信号的相位校正相位减去预设阈值，相位校正幅值保持不变；
测量模块，根据声压信号的相序校正幅值与相位获取三相电容器装置测点位置的多个相对位置多频率的噪声幅值与相位，根据噪声幅值与相位确定三相电容器装置噪声声压级。
7.根据权利要求6所述的系统，所述的声压信号的相序校正幅值与相位需进行预处理，所述预处理，具体为：对声压信号的第二幅值与相位按照复数原理进行加和处理。
8.根据权利要求6所述的系统，所述的相位校正，具体为：
根据如下公式，进行校正；
Figure FDA0003712867930000021
其中，
Figure FDA0003712867930000022
为校正后的声压相位，
Figure FDA0003712867930000023
为校正前的声压相位，f声压为声压信号的频率和f基频电流为加载电流基频。
9.根据权利要求8所述的系统，所述的加载电流基频f基频电流为50Hz。
10.根据权利要求6所述的系统，所述的对声压信号进行相序校正，获取声压信号的相序校正幅值与相位，具体为：
对任意一个声压信号的相位校正幅值和相位保持不变，剩余声压信号的相位校正相位减去预设阈值，相位校正幅值保持不变。
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