一种变压器稳态运行噪声计算方法技术

本发明专利技术属于变压器运行领域，具体涉及一种变压器稳态运行噪声计算方法。具体为对声压级进行加权处理，获得计权声压级；并构建边界元声学计算公式；之后根据边界元声学计算公式，获得变压器箱体表面声压数据；根据声压数据获得频域数据，根据频域数据和加权后的声压级计算变压器箱体表面的噪声。本发明专利技术设计了计算变压器噪声的声学公式，利用声压原理，采用边界元方法，设计了适合变压器设备结构的振动声学计算公式，此公式适用范围广，实用性强；应用数值计算方法将声学问题转换成声压数值计算、声压时域数据计算转换为频域数据计算，使实例数据可采集、可测量、达到了良好的精度计算效果，使结论更真实可靠。使结论更真实可靠。使结论更真实可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器稳态运行噪声计算方法


[0001]本专利技术属于变压器运行领域，具体涉及一种变压器稳态运行噪声计算方法。

技术介绍

[0002]变压器是一种复杂的电气设备，在稳态运行时会产生一些声音，这是由于其内部的结构振动所引起的。变压器的核心部分是一个或多个绕组，它们是绕在一个或多个铁芯上的线圈。这些绕组和铁芯在通电时会因为磁场的变化而产生振动，这是变压器声音的主要来源。此外，变压器中的其他结构，如散热器、储油柜、冷却风扇等，也会因为气流、机械振动等而产生声音。这些声音通常被视为变压器的正常现象，但如果在运行中声音变大、变尖、变得不均匀或存在其他异常声音，则可能表明变压器存在故障或异常情况。例如，如果变压器内部存在放电故障，可能会出现“噼啪”或“嘎吱”的声音；如果变压器超负荷运行，可能会出现“嗡嗡”的声音；如果变压器内部有金属摩擦声，可能是由于内部结构松动或接触不良等原因所引起的。因此，在变压器的日常运行中，应注意其声音的变化情况，及时发现并处理存在的异常问题，保证变压器的正常稳定运行。准确的声学数值计算对分析变压器稳态运行状态有很大帮助，现有技术中一般采用声纹识别方法来识别变压器噪声，虽然该方法简单实用，但是识别精度却不高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种变压器稳态运行噪声计算方法，以解决现有技术中声纹识别方法识别变压器噪声，精度不高的问题。
[0004]为达上述目的，本专利技术提出技术方案如下：一种变压器稳态运行噪声计算方法，包括如下步骤：步骤1，对声压级进行加权处理，获得计权声压级；步骤2，构建边界元声学计算公式；步骤3，获取变压器数据，根据边界元声学计算公式，获得变压器箱体表面声压数据；步骤4，根据变压器箱体表面声压数据获得频域数据，根据频域数据和计权声压级计算获得变压器箱体表面的噪声。
[0005]优选的，声压级加权后获得的计权声压级音频范围为20Hz
‑
20kHz。
[0006]优选的，步骤2中的边界元声学计算公式为：式中，是变压器容器内任一测量点N的声压；N指变压器容器内任一点，为变压器容器内测量点的压强值；S为变压器边界，为变压器容器材料密度 ，为基本解，，k=w/c，w为圆
频率，c为波速，r为积分点与变压器容器声压计算点的距离；i为离散点变压器容器声场域的位置下标，n为变压器容器离散点个数，Vn为n个离散点的平均波速。优选的，步骤2中根据高斯公式，获得边界元声学计算公式。
[0007]优选的，步骤4中，还包括将声压数据通过快速傅里叶变换转换成声压时域数据的步骤。
[0008]优选的，步骤4中，通过声压时域数据获得频域数据。
[0009]优选的，声压时域数据通过快速傅里叶变换转换为频域数据。
[0010]优选的，还包括步骤5，根据变压器箱体表面的噪声生成变压器稳态运行噪声曲线。
[0011]本专利技术的有益之处在于：设计了计算变压器噪声的声学公式，利用声压原理，采用边界元方法，设计了适合变压器设备结构的振动声学计算公式，此公式适用范围广，实用性强；应用数值计算方法将声学问题转换成声压数值计算、声压时域数据计算转换为频域数据计算，使实例数据可采集、可测量、达到了良好的精度计算效果，使结论更真实可靠。
附图说明
[0012]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为一种变压器稳态运行噪声计算方法流程图；图2为声压数据转换成声压时域数据流程图；图3为变压器稳态运行噪声曲线图。
具体实施方式
[0013]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0014]以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本专利技术提供进一步的详细说明。除非另有指明，本专利技术所采用的所有技术术语与本专利技术所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本专利技术所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。
[0015]实施例1：请参阅图1所示，本专利技术提供一种变压器稳态运行噪声计算方法：步骤1，对声压级进行加权处理，获得计权声压级；变压器容器内初始化压强为P0，声波扰动时，压强变为P，此处的声压为P
’
,则P
’
=P
‑
P0。由于声压数值表达数值太小来表示声音的强弱很不方便，在实际计算中，用声压级来进行声音的评价计算，单位为分贝，记作dB。
[0016]声压级定义为。
[0017]式中，P为实际声压值，P0为参考声压值。
[0018]由于噪音测量是一个非线性系统，需对声音信号进行加权处理，以使声音的客观量度和噪音量测系统取得一致；本专利技术设计的计权声压级加权后的音频范围为20Hz
‑
20kHz，以人耳对低强度噪声的感觉范围一致；后续出现的声压测量值采用计权声压级数值。
[0019]步骤2，设计边界元声学计算公式；依据声学计算间谐声波的描述公式。在公式中，P1代表变压器容器声压，代表波数（w为圆频率，c为波速），P2是变压器容器内测量点的压强值。
[0020]边界元声学计算公式设计。采用微分方程的基本解，对B1微分方程进行积分，并采用高斯公式转换，得到边界积分公式如下：式中，是变压器容器内任一测量点N的声压；N指变压器容器内任一点，为变压器容器内测量点的压强值。
[0021]S为变压器边界，为变压器容器材料密度 ，为基本解，，k=w/c，w为圆频率，c为波速，r为积分点与变压器容器声压计算点的距离；i为离散点变压器容器声场域的位置下标，n为变压器容器离散点个数，Vn为n个离散点的平均波速，p为变压器容器声压为的对于n的其他变量保持不变的导数。
[0022]基本解可用变压器三维空间计算：。
[0023]其中，r为积分点与变压器容器声压计算点的距离。
[0024]步骤3，根据边界元声学计算公式，计算变压器箱体表面边界各点的压力值，获得声压数据，通过快速傅里叶变换把声压数据转换成声压时域数据，具体过程如图2所示；步骤4，利用快速傅立叶变换把声压时域数据转换为频域数据，根据频域数据和加权后的声压级计算变压器箱体表面的噪声；步骤5，根据变压器箱体表面的噪声生成变压器稳态运行噪声曲线，如图3所示。
[0025]本专利技术设计了计算变压器噪声的声学公式，利用声压原理，采用边界元方法，设计了适合变压器设备结构的振动声学计算公式，此公式适用不同电压等级、不同类型的变压器设备类型，使变压器的噪声采集有公式可依。
[0026]本专利技术应用了数值计算方法，声学问题转换成声压数值计算、声压时域数据计算转换为频域数据计算，使实例数据可采集、可测量、达到了良好的精度计算效果，使结论更真实可靠。
[0027]由技术常识可知，本专利技术可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器稳态运行噪声计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，对声压级进行加权处理，获得计权声压级；步骤2，构建边界元声学计算公式；步骤3，获取变压器数据，根据边界元声学计算公式，获得变压器箱体表面声压数据；步骤4，根据变压器箱体表面声压数据获得频域数据，根据频域数据和计权声压级计算获得变压器箱体表面的噪声。2.如权利要求1所述的一种变压器稳态运行噪声计算方法，其特征在于，对声压级进行加权处理后获得的计权声压级的音频范围为20Hz
‑
20kHz。3.如权利要求1所述的一种变压器稳态运行噪声计算方法，其特征在于，步骤2中的边界元声学计算公式为：式中，N指变压器容器内任一点，是变压器容器内任一测量点N的声压；为变压器容器内测量点的压强值；S为变压器边界，为变压器容器材料密度 ，为基本解，，k=w/c，w为圆频率，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林凯，代志强，李炳辉，汪海涛，陈斌发，李晖，费长顺，许禹诺，王登政，刘会龙，闫晓栋，
申请(专利权)人：北京国网信通埃森哲信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：