本發(fā)明涉及一種變壓器振動噪聲綜合測量裝置。

背景技術(shù)：

隨著城市的快速發(fā)展，電力需求日益上升，變壓器噪聲問題越來越突出，對居民生活產(chǎn)生嚴重影響，是一個重要的環(huán)境問題和健康問題。另外，大型變壓器出現(xiàn)異常的振動噪音信號時，往往對應著特定的缺陷或故障。所以，對變壓器振動和噪聲進行分析，并在此基礎上進行噪聲源識別和采取降噪措施成為電力部門關(guān)注的問題。

大型變壓器結(jié)構(gòu)復雜，理論計算很難準確分析出噪聲的產(chǎn)生及傳播規(guī)律，所以，變壓器振動和噪聲的測量十分必要。單一的噪聲測量系統(tǒng)測得的變壓器噪聲是包含周圍環(huán)境影響的綜合噪聲，往往不能準確反映變壓器噪聲源的真實情況。多通道測量裝置可以同時測量多個測點的噪聲和振動數(shù)據(jù)，特別適用于大型變壓器的噪聲和振動測量。但是，目前的多通道噪聲或振動測量裝置，測量傳感器和分析儀通過有線方式連接，傳感器獲得的模擬信號通過傳輸線發(fā)送給分析儀進行處理。測量通道數(shù)越多，連接傳感器和分析儀的傳輸線越多，現(xiàn)場布線越復雜，測量效率越低。尤其對于大型變壓器，繁多的數(shù)據(jù)傳輸線不僅限制了測量的靈活性，而且增加了高壓測量環(huán)境下工作的安全隱患。而且當存在很多測點，多通道分析儀的通道數(shù)擴展成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有方法的不足，本發(fā)明提出一種變壓器振動噪聲綜合測量系統(tǒng)。本發(fā)明采用數(shù)據(jù)無線發(fā)送方式，避免現(xiàn)場大量布線，提高測量效率、安全性和通道易擴展性，可用于變壓器的聲壓、聲強和振動的同步測量。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)。

一種變壓器振動噪聲綜合測量系統(tǒng)，由無線聲壓測量模塊、無線聲強測量模塊、無線振動測量模塊、數(shù)據(jù)中心管理模塊和計算機組成。無線聲壓測量模塊、無線聲強測量模塊、無線振動測量模塊、數(shù)據(jù)中心管理模塊之間均無直接的物理連接。數(shù)據(jù)中心管理模塊和計算機直接連接。無線聲壓測量模塊采集聲壓數(shù)據(jù)無線發(fā)送給數(shù)據(jù)中心管理模塊。無線聲強測量模塊采集聲強數(shù)據(jù)無線發(fā)送給數(shù)據(jù)中心管理模塊。無線振動測量模塊采集振動數(shù)據(jù)無線發(fā)送給數(shù)據(jù)中心管理模塊。數(shù)據(jù)中心收集的數(shù)據(jù)直接發(fā)送給計算機。

所述的無線聲壓測量模塊由聲壓傳感器與聲壓采集發(fā)送單元連接組成，采集變壓器噪聲的聲壓數(shù)據(jù)。

所述的無線聲強測量模塊由聲強傳感器與聲強采集發(fā)送單元連接組成，采集變壓器噪聲的聲強數(shù)據(jù)。

所述的無線振動測量模塊由振動傳感器與振動采集發(fā)送單元連接組成，采集變壓器振動數(shù)據(jù)。

所述的無線聲壓測量模塊和無線聲強測量模塊分別固定于三腳架上。根據(jù)變壓器油箱高度確定聲壓傳感器的布設高度。油箱高度小于2.5m，布設高度位于油箱高度1/2的水平面上。油箱高度高于2.5m，聲壓傳感器分別布設在油箱高度的1/3和2/3處的水平面上。

所述的無線振動測量模塊通過磁鐵固定于振動測量面上。振動測量面包括變壓器油箱壁和油箱加強筋的表面。將振動測量面均勻或不均勻劃分成若干個測量區(qū)域，振動傳感器置于每個區(qū)域的中心。

所述的無線聲壓測量模塊、無線聲強測量模塊、無線振動測量模塊均可以有多個。

所述的無線聲壓測量模塊、無線聲強測量模塊、無線振動測量模塊自身具有獨立的數(shù)據(jù)采集功能，和數(shù)據(jù)中心管理模塊無直接物理連接。無線聲壓測量模塊、無線聲強測量模塊和無線振動測量模塊和數(shù)據(jù)中心管理模塊組成無線通訊網(wǎng)，采集的數(shù)據(jù)無線發(fā)送給數(shù)據(jù)中心管理模塊，進行數(shù)據(jù)傳輸。

所述的無線聲壓測量模塊、無線聲強測量模塊和無線振動測量模塊分別同步采集變壓器聲壓、聲強和振動信號。

所述的數(shù)據(jù)中心管理模塊與計算機相連。計算機具有數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)分析功能，對采集的聲壓、聲強和振動信號進行頻譜分析和相關(guān)分析。

附圖說明

圖1變壓器噪聲和振動測量實施方案示意圖；其中，1無線聲壓測量模塊，2無線聲強測量模塊，3無線振動測量模塊，4振動測量面，5三腳架。

圖2變壓器振動噪聲綜合測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1無線聲壓測量模塊，2無線聲強測量模塊，3無線振動測量模塊，6聲壓傳感器，7聲強傳感器，8振動傳感器，9聲壓采集發(fā)送單元，10聲強采集發(fā)送單元，11振動采集發(fā)送單元，12數(shù)據(jù)中心管理模塊，13計算機；

圖3噪聲振動數(shù)據(jù)分析流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明。

如圖2所示，本發(fā)明變壓器振動噪聲綜合測量系統(tǒng)由無線聲壓測量模塊1、無線聲強測量模塊2、無線振動測量模塊3、數(shù)據(jù)中心管理模塊12和計算機13組成。無線聲壓測量模塊、無線聲強測量模塊、無線振動測量模塊、數(shù)據(jù)中心管理模塊之間均無直接的物理連接。數(shù)據(jù)中心管理模塊和計算機連接。無線聲壓測量模塊采集聲壓數(shù)據(jù)無線發(fā)送給數(shù)據(jù)中心管理模塊。無線聲強測量模塊采集聲強數(shù)據(jù)無線發(fā)送給數(shù)據(jù)中心管理模塊。無線振動測量模塊采集振動數(shù)據(jù)無線發(fā)送給數(shù)據(jù)中心管理模塊。數(shù)據(jù)中心收集的數(shù)據(jù)直接發(fā)送給計算機。

所述的無線聲壓測量模塊1采集變壓器噪聲的聲壓數(shù)據(jù)，無線聲強測量模塊2采集變壓器噪聲聲強數(shù)據(jù)；無線振動測量模塊3采集變壓器振動數(shù)據(jù)；無線聲壓測量模塊1、無線聲強測量模塊2、無線振動測量模塊3和數(shù)據(jù)中心管理模塊12無直接物理連接。無線聲壓測量模塊1、無線聲強測量模塊2和無線振動測量模塊3分別同步采集變壓器噪聲聲壓、聲強和變壓器振動信號，將上述信號無線發(fā)送至數(shù)據(jù)中心管理模塊12。數(shù)據(jù)中心管理模塊12與計算機13連接，將數(shù)據(jù)保存到計算機13進行分析。

聲壓傳感器6與聲壓采集發(fā)送單元9連接組成無線聲壓測量模塊1。聲壓傳聲強傳感器7與聲強采集發(fā)送單元10連接組成無線聲強測量模塊2。振動傳感器8與振動采集發(fā)送單元11連接組成無線振動測量模塊3。

如圖1所示，無線聲壓測量模塊1和無線聲強測量模塊2可以有多個，固定于三腳架5上。根據(jù)變壓器油箱高度確定聲壓傳感器的布設高度。油箱高度小于2.5m，布設高度位于油箱高度1/2的水平面上。油箱高度高于2.5m，聲壓傳感器分別布設在油箱高度的1/3和2/3處的水平面上。

無線振動測量模塊3可以有多個，通過磁鐵固定于振動測量面4上。振動測量面4包含變壓器油箱壁和油箱加強筋表面。將振動測量面4均勻或不均勻劃分成若干個測量子區(qū)域，無線振動測量模塊置于每個子區(qū)域中心。

采用本發(fā)明測量系統(tǒng)的工作過程如下：

本發(fā)明同步測量變壓器噪聲和振動。采用聲壓和聲強兩種方法測量變壓器噪聲。無線聲壓測量模塊1和無線聲強測量模塊2分別測量變壓器噪聲的聲壓和聲強信號，無線振動測量模塊3測量變壓器表面振動信號。無線聲壓測量模塊1、無線聲強測量模塊2和無線振動測量模塊3分別同步采集變壓器噪聲的聲壓、聲強和變壓器振動信號，將上述信號無線發(fā)送至數(shù)據(jù)中心管理模塊12。數(shù)據(jù)中心管理模塊12將數(shù)據(jù)傳送到計算機13。

如圖3所示，計算機13存儲采集的聲壓、聲強和振動數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行頻譜分析和相關(guān)分析。對聲壓和聲強信號進行頻譜分析，包括傅里葉變換和1/3倍頻程分析，得到測量變壓器噪聲的頻率特性。對振動信號進行頻譜分析，包括傅里葉變換和1/3倍頻程分析，得到測量變壓器振動的頻率特性。對變壓器噪聲信號和振動信號進行相關(guān)性分析，提取與變壓器振動相關(guān)的噪聲，消除環(huán)境其他噪聲的影響。