CN104375014B - 一种用于电力电容器噪声试验的单频叠加方法 - Google Patents
一种用于电力电容器噪声试验的单频叠加方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104375014B CN104375014B CN201410683003.XA CN201410683003A CN104375014B CN 104375014 B CN104375014 B CN 104375014B CN 201410683003 A CN201410683003 A CN 201410683003A CN 104375014 B CN104375014 B CN 104375014B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- capacitor
- voltage
- loaded
- noise
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于电力电容器噪声试验的单频叠加方法,包括如下步骤:1)根据电容器加载电压u、加载电流i计算电容器电压平方的频谱SU;2)根据电容器电压平方频谱SU分别计算各次单频加载电压U(f),其中f为加载电压的频率;3)依次将不同频率f的单频加载电压U(f)加载在电容器上,同时在消声室内测量电容器辐射声功率级LWAf;4)将所有单频加载下辐射声功率级LWAf转换为声功率,然后进行数量相加获得整体加载时的辐射声功率,进而得到预测的整体A计权声辐射功率级LWA。利用本发明提供的方法可以实现无限多次谐波下的电容器噪声试验,而且本发明能够利用单频输出的变频电源对电容器在谐波下的噪声进行准确预估的方法。
Description
技术领域
本发明属于高压电力设备噪声试验技术领域,特别涉及一种用于电力电容器噪声试验的单频叠加方法。
背景技术
虽然电网公司对交流滤波电容器装置的噪声限值做了明确规定,并要求厂家在招投标中提供噪声计算报告及试验报告,但是对电容器装置的噪声计算方法及试验方法并没有提出明确的要求。电容器噪声水平的准确预估对于工程中低噪声电容器的选择,降噪措施的优化设计具有重要意义。噪声试验是最直接的预估电容器噪声水平的方法。通过试验给电容器加载与运行工况相同的激励,然后测量其辐射噪声的试验方法能直接地反映电容器的现场噪声性能。但是这种噪声试验的加载方式要求电源能同时输出多频率电压,并具有足够容量和输出无功的能力。目前制造这种电源还很困难且代价较高,在多频率下的无功补偿也很难实现。
目前工程中主要通过特殊电路设计尽可能地实现多频加载。合肥工业大学的李志远等人申请了利用桥式回路加载两种频率或者多种频率电源的方法。桥式回路虽然能够将工频与谐波电源完全隔离,但是在谐波侧仍然不能实现全部谐波分量的加载,因此试验结果无法反映实际情况。中国电力科学院的倪学锋等人提出多个电源加阻波器的加载方式,这种方式理论上可以无限增加谐波次数,但是在每个电源处都要使用多个频率的阻波器,试验成本很高以至于工程上难以推行。
发明内容
本发明的目的在于解决电力电容器的多频噪声性能试验问题,提供了一种用于电力电容器噪声试验的单频叠加方法,该方法简便易行,对试验设备要求较低,试验精确度能够满足工程需求。
为达到上述目的,本发明采用如下的技术方案予以实现:
一种用于电力电容器噪声试验的单频叠加方法,包括如下步骤:
1)根据电容器加载电压u、加载电流i计算电容器电压平方频谱SU;
2)根据电容器电压平方频谱SU分别计算各次单频加载电压U(f),其中f为加载电压的频率;
3)依次将不同频率f的单频加载电压U(f)加载在电容器上,同时在消声室内测量电容器辐射声功率级LWAf;
4)将所有单频加载下辐射声功率级LWAf转换为声功率,然后进行数量相加获得整体加载时的辐射声功率,进而得到预测的整体A计权声辐射功率级LWA,其计算公式如下:
本发明进一步的改进在于,步骤1)的具体操作为:
给定加载电流下的电容器噪声,加载电流其中k为谐波次数,Ik为k次谐波电流的幅值,ωk为k次谐波对应的角频率,φk为k次谐波电流的初相位;
首先利用电容器电流在时域上的积分求得任意时刻t时的电容器电压u(t),其计算公式如下:
其中,C为电容器电容量,u0为参考时刻t=0时的电容器电压;
然后在时域求电容器电压的平方,利用傅里叶变换获得电压平方频谱SU,其计算公式如下:
本发明进一步的改进在于,步骤2)中,需要加载的频率为f的单频加载电压U(f)等于电压平方频谱中2f对应分量的平方根,其计算公式如下:
现有技术中,多频激励的分解并不是将多频电压直接分解为单频电压,而是将多频电压的平方进行分解。分解时,先由已知的电容器噪声预估时给定的电压频谱,求得多频的电压平方频谱。再将多频的电压平方分解为单频电压平方的叠加,最后由单频的电压平方得到单频的电压。各次激励电压的计算公式为:
式中:为分解得到的频率为的电压幅值;为频率为f处的电压平方频谱。
本发明依次给电容器施加分解得到的单频电压,测量电容器辐射声功率级,记为LWAf。最后将各分解单频下测得的辐射声功率级进行叠加得到多频率合成时总的A计权辐射声功率级:本发明提出的单频叠加试验方法通过分解多频激励降低了电容器噪声试验的加载难度。利用本发明提供的方法可以实现无限多次谐波下的电容器噪声试验,而且本发明能够利用单频输出的变频电源对电容器在谐波下的噪声进行准确预估的方法。
附图说明
图1为本发明单频叠加法噪声试验流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进行进一步详细说明。
参见图1,一种用于电力电容器噪声试验的单频叠加方法,包括如下步骤:
1)根据电容器加载电压u、加载电流i计算电容器电压平方频谱SU;其具体操作为:
给定加载电流下的电容器噪声,加载电流其中k为谐波次数,Ik为k次谐波电流的幅值,ωk为k次谐波对应的角频率,φk为k次谐波电流的初相位;
首先利用电容器电流在时域上的积分求得任意时刻t时的电容器电压u(t),其计算公式如下:
其中,C为电容器电容量,u0为参考时刻t=0时的电容器电压;
然后在时域求电容器电压的平方,利用傅里叶变换获得电压平方频谱SU,其计算公式如下:
2)根据电容器电压平方频谱SU分别计算各次单频加载电压U(f),其中f为加载电压的频率;其中,需要加载的频率为f的单频加载电压U(f)等于电压平方频谱中2f对应分量的平方根,其计算公式如下:
3)依次将不同频率f的单频加载电压U(f)加载在电容器上,同时在消声室内测量电容器辐射声功率级LWAf;
4)将所有单频加载下辐射声功率级LWAf转换为声功率,然后进行数量相加获得整体加载时的辐射声功率,进而得到预测的整体A计权声辐射功率级LWA,其计算公式如下:
实施例:
假设需要对以下三种谐波加载下的电容器辐射噪声进行试验。
表1:参考试验结果
单频叠加试验的实施流程如图1所示。试验时,首先根据加载电压的要求计算电压平方的频谱,然后根据分解的单频电压平方计算单频加载电压,依次将单频电压施加在电容器上,同时在消声室内测量电容器辐射声功率,最后将各单频加载下辐射声功率按公式(4)进行叠加,从而获得所需的多频加载下的电容器辐射声功率。
表2:单频叠加与直接多频加载试验结果比较
从表2中数据可见,使用单频叠加方式进行电容器噪声试验,结果误差在3-4dB,精确度较高。
Claims (2)
1.一种用于电力电容器噪声试验的单频叠加方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)根据电容器加载电压u、加载电流i计算电容器电压平方频谱SU;
2)根据电容器电压平方频谱SU分别计算各次单频加载电压U(f),其中f为加载电压的频率;需要加载的频率为f的单频加载电压U(f)等于电压平方频谱中2f对应分量的平方根,其计算公式如下:
3)依次将不同频率f的单频加载电压U(f)加载在电容器上,同时在消声室内测量电容器辐射声功率级LWAf;
4)将所有单频加载下辐射声功率级LWAf转换为声功率,然后进行数量相加获得整体加载时的辐射声功率,进而得到预测的整体A计权声辐射功率级LWA,其计算公式如下:
2.根据权利要求1所述的一种用于电力电容器噪声试验的单频叠加方法,其特征在于,步骤1)的具体操作为:
给定加载电流下的电容器噪声,加载电流其中k为谐波次数,Ik为k次谐波电流的幅值,ωk为k次谐波对应的角频率,φk为k次谐波电流的初相位;
首先利用电容器电流在时域上的积分求得任意时刻t时的电容器电压u(t),其计算公式如下:
其中,C为电容器电容量,u0为参考时刻t=0时的电容器电压;
然后在时域求电容器电压的平方,利用傅里叶变换获得电压平方频谱SU,其计算公式如下:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410683003.XA CN104375014B (zh) | 2014-11-21 | 2014-11-21 | 一种用于电力电容器噪声试验的单频叠加方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410683003.XA CN104375014B (zh) | 2014-11-21 | 2014-11-21 | 一种用于电力电容器噪声试验的单频叠加方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104375014A CN104375014A (zh) | 2015-02-25 |
CN104375014B true CN104375014B (zh) | 2017-02-22 |
Family
ID=52554052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410683003.XA Active CN104375014B (zh) | 2014-11-21 | 2014-11-21 | 一种用于电力电容器噪声试验的单频叠加方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104375014B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107390055A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-11-24 | 上海思源电力电容器有限公司 | 一种电力电容器噪声等效电流测试方法 |
CN107525976B (zh) * | 2017-08-09 | 2019-09-27 | 中国西电电气股份有限公司 | 一种电力电容器噪声激励电路及方法 |
CN111579055A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-08-25 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 三维电容器阵列的等效声功率级的评估方法及*** |
CN113550840B (zh) * | 2020-04-26 | 2023-02-03 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 风扇激波噪声预测和抑制方法、装置和存储介质 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101615510A (zh) * | 2009-07-28 | 2009-12-30 | 西安交通大学 | 双底面型低噪声电力电容器 |
CN101793922A (zh) * | 2010-03-25 | 2010-08-04 | 南方电网技术研究中心 | 电力电容器可听噪声测量电路及方法 |
CN102841268A (zh) * | 2012-07-20 | 2012-12-26 | 敦泰科技有限公司 | 一种电容屏噪声检测方法及*** |
CN203069684U (zh) * | 2013-03-07 | 2013-07-17 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 用于电容器单元噪声测试的多谐频同时加载电路 |
CN103954852A (zh) * | 2014-05-19 | 2014-07-30 | 西安电子科技大学 | 一种高压大容量电容器低频噪声测试方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9128570B2 (en) * | 2011-02-07 | 2015-09-08 | Cypress Semiconductor Corporation | Noise filtering devices, systems and methods for capacitance sensing devices |
-
2014
- 2014-11-21 CN CN201410683003.XA patent/CN104375014B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101615510A (zh) * | 2009-07-28 | 2009-12-30 | 西安交通大学 | 双底面型低噪声电力电容器 |
CN101793922A (zh) * | 2010-03-25 | 2010-08-04 | 南方电网技术研究中心 | 电力电容器可听噪声测量电路及方法 |
CN102841268A (zh) * | 2012-07-20 | 2012-12-26 | 敦泰科技有限公司 | 一种电容屏噪声检测方法及*** |
CN203069684U (zh) * | 2013-03-07 | 2013-07-17 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 用于电容器单元噪声测试的多谐频同时加载电路 |
CN103954852A (zh) * | 2014-05-19 | 2014-07-30 | 西安电子科技大学 | 一种高压大容量电容器低频噪声测试方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
A Noise Level Prediction Method Based on Electro-Mechanical Frequency Response Function for Capacitors;Lingyu Zhu et al;《PLoS ONE》;20131209;第8卷(第12期);第2页右栏-第4页,第7-8页 * |
特高压直流换流站滤波电容器噪声特性试验研究;倪学锋等;《高电压技术》;20100131;第36卷(第1期);160-166 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104375014A (zh) | 2015-02-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2016078184A1 (zh) | 一种用于电力电容器噪声预测的扫频试验方法 | |
CN104375014B (zh) | 一种用于电力电容器噪声试验的单频叠加方法 | |
CN103454497B (zh) | 基于改进加窗离散傅立叶变换的相位差测量方法 | |
CN101793922B (zh) | 电力电容器可听噪声测量电路及方法 | |
CN108318852B (zh) | 一种智能电能表方波影响试验方法 | |
CN103245832A (zh) | 基于快速s变换的谐波时频特性参数估计方法及分析仪 | |
CN101950982A (zh) | 多功能电网模拟器及其控制方法 | |
CN101599643A (zh) | 一种基于指数型目标函数的电力***抗差状态估计方法 | |
CN106203879B (zh) | 一种光伏电站***效率计算方法 | |
CN107102255A (zh) | 单一adc采集通道动态特性测试方法 | |
Geng et al. | Modal parameters identification of power transformer winding based on improved empirical mode decomposition method | |
CN102590647A (zh) | 一种电晕笼内的高压直流输电线路可听噪声测量方法 | |
CN105486938A (zh) | 一种变电站混合噪声分离方法 | |
CN105606900A (zh) | 一种基于方波信号的单相谐波阻抗测量方法 | |
CN105445541A (zh) | 一种任意频率下自适应功率计算方法 | |
CN103048637A (zh) | Cvt宽频特性的高压谐波测试方法 | |
CN105319447A (zh) | 一种介质损耗角正切值测试方法及测试仪 | |
CN107390022A (zh) | 基于离散频谱校正的电能计量方法 | |
CN111879996A (zh) | 基于电磁式电压互感器的暂态过电压反算方法 | |
WO2012044975A1 (en) | Method for measurement of total harmonic distortion | |
CN108490257A (zh) | 一种基于频谱曲线拟合的短时窗间谐波测量方法 | |
CN103091563A (zh) | 一种高压电气设备介质损耗因数的计算方法 | |
CN104965112A (zh) | 一种用于电力***电流质量评估的方法 | |
CN103424622A (zh) | 一种分数谐波源的检测和判断方法 | |
Hann et al. | A new set of focused wave linear combinations to extract non-linear wave harmonics |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |