一种用于变压器油箱结构低噪声优化的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于变压器油箱结构低噪声优化的方法及系统，属于噪声控制领域。本发明专利技术方法包括：建立变压器结构的有限元模型，设置固支边界条件，获取各阶固有频率对应的模态振型；确定主要噪声频率，及主要噪声频率接近的固有频率及振动幅值，及接近的固有频率的差值的和Δf，及振动幅值的和S；对变压器油箱表面布置振动加速度测点，绘制变压器油箱表面振动云图，确定变压器箱体表面振动的最大位置；施加不同质量的质量块，获取与主要噪声频率接近的固有频率的差值的和Δf

【技术实现步骤摘要】
一种用于变压器油箱结构低噪声优化的方法及系统


[0001]本专利技术涉及噪声控制领域，并且更具体地，涉及一种用于变压器油箱结构低噪声优化的方法及系统。

技术介绍

[0002]随着电网的快速发展和用电负荷的不断增加，变压器数量越来越多，变压器运行所产生的噪声会对人们的生活和工作产生不良影响。噪声污染是非常重要的环境问题，变压器噪声已经引起了公众广泛的关注，纠纷与投诉现象时常发生。低噪声环保型变压器设备的研制成为电网噪声控制领域的研究热点。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于降低配变噪声减小低频噪声扰民问题，而提出了一种用于变压器油箱结构低噪声优化的方法，包括：
[0004]根据变压器油箱和散热片的尺寸参数，建立变压器结构的有限元模型，对有限元模型设置固支边界条件，获取有限元模型各阶固有频率对应的模态振型；
[0005]确定变压器油箱配变的主要噪声频率，确定有限元模型各阶固有频率对应的模态振型中与主要噪声频率接近的固有频率及振动幅值，获取与主要噪声频率接近的固有频率的差值的和Δf，及振动幅值的和S；
[0006]对变压器油箱表面布置振动加速度测点，获取测点处的加速度数据，根据加速度数据绘制变压器油箱表面振动云图，确定变压器箱体表面振动的最大位置；
[0007]在变压器箱体表面振动的最大位置处施加不同质量的质量块，获取变压器油箱的各阶固有频率与主要噪声频率接近的固有频率及振动幅值，获取与主要噪声频率接近的固有频率的差值的和Δf
’
，及振动幅值的和S
’
；
[0008]选择在Δf
’
＞Δf且S
’
最小的质量块，施加至变压器箱体表面振动的最大位置处，对变压器油箱结构低噪声进行优化。
[0009]可选的，振动加速度测点在变压器油箱纵向上布置4
‑
5个测点，横向上每隔一片散热片布置1个测点。
[0010]可选的，质量块的质量范围为0
‑
2kg。
[0011]可选的，绘制变压器油箱表面振动云图使用线性插值法。
[0012]本专利技术还提出了一种用于变压器油箱结构低噪声优化的系统，包括：
[0013]模型搭建单元，根据变压器油箱和散热片的尺寸参数，建立变压器结构的有限元模型，对有限元模型设置固支边界条件，获取有限元模型各阶固有频率对应的模态振型；
[0014]计算单元，确定变压器油箱配变的主要噪声频率，确定有限元模型各阶固有频率对应的模态振型中与主要噪声频率接近的固有频率及振动幅值，获取与主要噪声频率接近的固有频率的差值的和Δf，及振动幅值的和S；
[0015]第一测量单元，获取变压器油箱表面布置振动加速度测点处的加速度数据，根据
加速度数据绘制变压器油箱表面振动云图，确定变压器箱体表面振动的最大位置；
[0016]第二测量单元，在变压器箱体表面振动的最大位置处施加不同质量的质量块后，获取变压器油箱的各阶固有频率与主要噪声频率接近的固有频率及振动幅值，获取与主要噪声频率接近的固有频率的差值的和Δf
’
，及振动幅值的和S
’
；
[0017]优化单元，确定Δf
’
＞Δf且S
’
最小的质量块，施加至变压器箱体表面振动的最大位置处，对变压器油箱结构低噪声进行优化。
[0018]可选的，振动加速度测点在变压器油箱纵向上布置4
‑
5个测点，横向上每隔一片散热片布置1个测点。
[0019]可选的，质量块的质量范围为0
‑
2kg。
[0020]可选的，绘制变压器油箱表面振动云图使用线性插值法。
[0021]本专利技术和现有技术相比，可类比用于其他具有类似结构的设备进行结构优化。
附图说明
[0022]图1为本专利技术一种用于变压器油箱结构低噪声优化的方法的流程图；
[0023]图2为本专利技术变压器油箱结构优化示意图；
[0024]图3为本专利技术一种用于变压器油箱结构低噪声优化的系统的结构图。
具体实施方式
[0025]现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术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专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。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专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0026]除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
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。
[0027]本专利技术提供了一种用于变压器油箱结构低噪声优化的方法，如图1所示，包括：
[0028]根据变压器油箱和散热片的尺寸参数，建立变压器结构的有限元模型，对有限元模型设置固支边界条件，获取有限元模型各阶固有频率对应的模态振型；
[0029]确定变压器油箱配变的主要噪声频率，确定有限元模型各阶固有频率对应的模态振型中与主要噪声频率接近的固有频率及振动幅值，获取与主要噪声频率接近的固有频率的差值的和Δf，及振动幅值的和S；
[0030]对变压器油箱表面布置振动加速度测点，获取测点处的加速度数据，根据加速度数据绘制变压器油箱表面振动云图，确定变压器箱体表面振动的最大位置；
[0031]在变压器箱体表面振动的最大位置处施加不同质量的质量块，获取变压器油箱的各阶固有频率与主要噪声频率接近的固有频率及振动幅值，获取与主要噪声频率接近的固有频率的差值的和Δf
’
，及振动幅值的和S
’
；
[0032]选择在Δf
’
＞Δf且S
’
最小的质量块，施加至变压器箱体表面振动的最大位置处，对变压器油箱结构低噪声进行优化。
[0033]其中，振动加速度测点在变压器油箱纵向上布置4
‑
5个测点，横向上每隔一片散热片布置1个测点。
[0034]其中，质量块的质量范围为0
‑
2kg。
[0035]其中，绘制变压器油箱表面振动云图使用线性插值法。
[0036]具体实施案例如下：
[0037]选取了一台10kV，容量为200kVA的变压器，结构参数如表1所示，变压器左、右侧面各布有散热片8片，正、反侧面各布有散热片15片。
[0038]表1
[0039][0040]步骤1中，变压器油箱和散热片尺寸参数如表1所示，根据此参数建立散热片和变压器本体油箱的二维壳体模型，设置底部固支边界条件后进行模态分析计算，得到变压器结构模态振型和固有频率。
[0041]步骤2中，找到与100Hz、200Hz和300Hz最为接近的固有频率，并计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于变压器油箱结构低噪声优化的方法，所述方法包括：根据变压器油箱和散热片的尺寸参数，建立变压器结构的有限元模型，对有限元模型设置固支边界条件，获取有限元模型各阶固有频率对应的模态振型；确定变压器油箱配变的主要噪声频率，确定有限元模型各阶固有频率对应的模态振型中与主要噪声频率接近的固有频率及振动幅值，获取与主要噪声频率接近的固有频率的差值的和Δf，及振动幅值的和S；对变压器油箱表面布置振动加速度测点，获取测点处的加速度数据，根据加速度数据绘制变压器油箱表面振动云图，确定变压器箱体表面振动的最大位置；在变压器箱体表面振动的最大位置处施加不同质量的质量块，获取变压器油箱的各阶固有频率与主要噪声频率接近的固有频率及振动幅值，获取与主要噪声频率接近的固有频率的差值的和Δf
’
，及振动幅值的和S
’
；选择在Δf
’
＞Δf且S
’
最小的质量块，施加至变压器箱体表面振动的最大位置处，对变压器油箱结构低噪声进行优化。2.根据权利要求1所述的方法，所述振动加速度测点在变压器油箱纵向上布置4
‑
5个测点，横向上每隔一片散热片布置1个测点。3.根据权利要求1所述的方法，所述质量块的质量范围为0
‑
2kg。4.根据权利要求1所述的方法，所述绘制变压器油箱表面振动云图使用线性插值法。5.一种用于变压器油箱结构低噪声优...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡静竹，王延召，周兵，倪园，张建功，干喆渊，路遥，李妮，谢辉春，刘兴发，张业茂，赵军，刘振寰，刘健犇，万皓，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：