一種分布式電力變壓器噪聲檢測(cè)系統(tǒng)及其噪聲檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力變壓器噪聲檢測(cè)技術(shù)，具體涉及一種分布式電力變壓器噪聲檢測(cè)系統(tǒng)及其噪聲檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷增大、電壓等級(jí)的不斷提高，電力設(shè)備的噪聲影響問(wèn)題日益突出。近年來(lái)，與電力設(shè)備噪聲問(wèn)題有關(guān)的投訴案件數(shù)量不斷上升，電力設(shè)備的噪聲影響已成為電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中必須面臨的迫切問(wèn)題。變壓器是電力設(shè)備中最為主要的噪聲源之一，其噪聲檢測(cè)是對(duì)變壓器噪聲特性分析與控制的前提。另外，電力變壓器噪聲與其運(yùn)行狀態(tài)密切相關(guān)，不同的噪聲特征對(duì)應(yīng)不同故障類(lèi)型，因此，噪聲檢測(cè)對(duì)于電力變壓器狀態(tài)評(píng)價(jià)與故障診斷同樣具有重要意義。目前，為了檢測(cè)變壓器噪聲，需要工作人員攜帶大量設(shè)備前往變電站現(xiàn)場(chǎng)，如聲級(jí)計(jì)、校準(zhǔn)器、延長(zhǎng)桿、電纜、三腳架等，攜帶較為不便并且現(xiàn)場(chǎng)需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行安裝。對(duì)于較為偏遠(yuǎn)的變電站，工作人員往返變電站所花時(shí)間較久，容易造成人力、物力資源浪費(fèi)。遇到待測(cè)變電站較多的情況，完成所有變壓器噪聲檢測(cè)所需測(cè)試周期較長(zhǎng)。此外，每次噪聲檢測(cè)完成后，工作人員均需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單獨(dú)整理與分析，需整理的數(shù)據(jù)較多，不利于提高工作效率，而且難以針對(duì)特定區(qū)域、特定變電站內(nèi)某一變壓器進(jìn)行一定時(shí)間范圍內(nèi)的歷史噪聲數(shù)據(jù)特性的統(tǒng)計(jì)分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，提供一種能夠進(jìn)行大范圍內(nèi)電力變壓器噪聲同時(shí)測(cè)量與存儲(chǔ)、節(jié)約人力與物力，操作方便、成本較低的分布式電力變壓器噪聲檢測(cè)系統(tǒng)及其噪聲檢測(cè)方法。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]本發(fā)明提供一種分布式電力變壓器噪聲檢測(cè)系統(tǒng)，包括檢測(cè)中心單元和多個(gè)檢測(cè)終端，所述檢測(cè)終端包括噪聲傳感模塊、信號(hào)采集與A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸模塊、時(shí)鐘模塊和電源模塊，所述噪聲傳感模塊、信號(hào)采集與A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸模塊依次相連，所述時(shí)鐘模塊和數(shù)字信號(hào)處理模塊相連，所述電源模塊分別和噪聲傳感模塊、信號(hào)采集與A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸模塊、時(shí)鐘模塊相連，所述信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸模塊通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)和檢測(cè)中心單元相連。
[0006]優(yōu)選地，所述噪聲傳感模塊包括相互連接的傳聲器與前置放大器，所述前置放大器的輸出端通過(guò)帶屏蔽層的電纜和信號(hào)采集與A/D轉(zhuǎn)換模塊相連。
[0007]優(yōu)選地，所述信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸模塊為GPRS通信模塊。
[0008]一種基于前述分布式電力變壓器噪聲檢測(cè)系統(tǒng)的電力變壓器噪聲檢測(cè)方法，步驟包括:
[0009]1)預(yù)先在各個(gè)目標(biāo)電力變壓器所在變電站安裝檢測(cè)終端，將檢測(cè)終端通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)和檢測(cè)中心單元相連，并為每一個(gè)檢測(cè)終端分配一個(gè)全局唯一編號(hào)；當(dāng)需要針對(duì)某一個(gè)目標(biāo)電力變壓器進(jìn)行噪聲檢測(cè)時(shí)跳轉(zhuǎn)執(zhí)行下一步；
[0010]2)所述檢測(cè)中心單元向檢測(cè)終端發(fā)出請(qǐng)求，所述檢測(cè)終端在收到請(qǐng)求后進(jìn)行噪聲信號(hào)采集，并對(duì)采集得到的噪聲信號(hào)依次進(jìn)行背景噪聲濾波、1/3倍頻譜計(jì)算、聲壓級(jí)計(jì)算以及檢測(cè)結(jié)果編碼，最終將編碼后的檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給檢測(cè)中心單元；
[0011]3)所述檢測(cè)中心單元將收到的檢測(cè)結(jié)果保存至數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟2)的詳細(xì)步驟包括:
[0013]2.1)所述檢測(cè)中心單元向檢測(cè)終端發(fā)出狀態(tài)查詢(xún)指令以檢查檢測(cè)終端是否運(yùn)行正常，如果檢測(cè)終端正常運(yùn)行則向檢測(cè)中心單元返回應(yīng)答，并跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2.2)，否則，結(jié)束并退出；
[0014]2.2)所述檢測(cè)中心單元向檢測(cè)終端發(fā)出傳聲器校準(zhǔn)指令，檢測(cè)終端收到傳聲器校準(zhǔn)指令后進(jìn)行傳聲器校準(zhǔn)，并在完成時(shí)鐘后向檢測(cè)中心單元返回應(yīng)答；
[0015]2.3)所述檢測(cè)中心單元向檢測(cè)終端發(fā)出時(shí)鐘校準(zhǔn)指令，檢測(cè)終端收到時(shí)鐘校準(zhǔn)指令后進(jìn)行時(shí)鐘校準(zhǔn)，并在完成時(shí)鐘后向檢測(cè)中心單元返回應(yīng)答；
[0016]2.4)所述檢測(cè)中心單元向檢測(cè)終端發(fā)出噪聲采集指令，檢測(cè)終端收到時(shí)鐘校準(zhǔn)指令后進(jìn)行噪聲采集，并對(duì)采集得到的噪聲信號(hào)依次進(jìn)行背景噪聲濾波、1/3倍頻譜計(jì)算、聲壓級(jí)計(jì)算以及檢測(cè)結(jié)果編碼，最終將編碼后的檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給檢測(cè)中心單元；
[0017]2.5)所述檢測(cè)中心單元在收到檢測(cè)結(jié)果后，對(duì)檢測(cè)結(jié)果格式進(jìn)行校驗(yàn)，如果校驗(yàn)通過(guò)，則向檢測(cè)終端發(fā)出噪聲采集停止指令，檢測(cè)終端收到噪聲采集停止指令后停止進(jìn)行噪聲采集，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。
[0018]優(yōu)選地，所述步驟2.4)中進(jìn)行背景噪聲濾波的詳細(xì)步驟包括:利用η層小波包分解算法在Fs/2頻率范圍內(nèi)將變壓器噪聲按照頻率由低到高等分為2。段，其中F 3為采樣頻率，以背景噪聲未出現(xiàn)時(shí)的一段變壓器噪聲信號(hào)估計(jì)出各小波包分解頻段中純凈變壓器噪聲信號(hào)的功率譜^(￥)，利用譜減法語(yǔ)音增強(qiáng)算法從各小波包分解頻段噪聲信號(hào)的功率譜Py(w)中減去純凈變壓器噪聲信號(hào)的功率譜^(?)得到背景噪聲功率譜Ps(w)，對(duì)所述背景噪聲功率譜Ps(w)進(jìn)行傅里葉反變換獲得背景噪聲時(shí)域信號(hào)s(t)，由各分解頻段的時(shí)域信號(hào)y(t)中減去s(t)，得到各頻段純凈的變壓器噪聲信號(hào)n (t)。
[0019]優(yōu)選地，所述步驟2.4)中進(jìn)行1/3倍頻程濾波時(shí)采用的濾波器為3階Butterworth 濾波器。
[0020]優(yōu)選地，所述步驟2.4)中進(jìn)行聲壓級(jí)計(jì)算的詳細(xì)步驟包括:針對(duì)1/3倍頻程濾波的輸出結(jié)果，根據(jù)聲壓級(jí)定義計(jì)算出各1/3倍頻程中心頻率對(duì)應(yīng)的聲壓級(jí)并利用A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修正，再進(jìn)行聲壓級(jí)求和獲得等效A聲級(jí)作為電力變壓器的總聲壓級(jí)。
[0021]優(yōu)選地，所述步驟3)中檢測(cè)中心單元將收到的檢測(cè)結(jié)果保存至數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，所保存的字段信息包括檢測(cè)日期、變電站名稱(chēng)、變壓器相別、總聲壓級(jí)、1/3倍頻程。
[0022]本發(fā)明分布式電力變壓器噪聲檢測(cè)系統(tǒng)具有下述優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明包括檢測(cè)中心單元和多個(gè)檢測(cè)終端，檢測(cè)終端包括噪聲傳感模塊、信號(hào)采集與A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸模塊、時(shí)鐘模塊和電源模塊，信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸模塊通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)和檢測(cè)中心單元相連，從而形成分布式電力變壓器噪聲檢測(cè)結(jié)構(gòu)，通過(guò)在變電站設(shè)置檢測(cè)終端檢測(cè)變壓器噪聲，采用通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離快速傳輸，并利用檢測(cè)中心單元對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)與保存，能夠?qū)崿F(xiàn)變壓器噪聲的分布式檢測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)較大區(qū)域內(nèi)電力變壓器噪聲的分布式檢測(cè)以及檢測(cè)數(shù)據(jù)的分類(lèi)整理，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需工作人員，具有檢測(cè)范圍廣、成本低、操作方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0023]本發(fā)明的電力變壓器噪聲檢測(cè)方法具有下述優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明的電力變壓器噪聲檢測(cè)方法為基于本發(fā)明分布式電力變壓器噪聲檢測(cè)系統(tǒng)的噪聲檢測(cè)方法，其利用本發(fā)明分布式電力變壓器噪聲檢測(cè)系統(tǒng)的分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，當(dāng)需要針對(duì)某一個(gè)目標(biāo)電力變壓器進(jìn)行噪聲檢測(cè)時(shí)，所述檢測(cè)中心單元向檢測(cè)終端發(fā)出請(qǐng)求，檢測(cè)終端在收到請(qǐng)求后進(jìn)行噪聲信號(hào)采集，并對(duì)采集得到的噪聲信號(hào)依次進(jìn)行背景噪聲濾波、1/3倍頻譜計(jì)算、聲壓級(jí)計(jì)算以及檢測(cè)結(jié)果編碼，最終將編碼后的檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給檢測(cè)中心單元，檢測(cè)中心單元將收到的檢測(cè)結(jié)果保存至數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠?qū)崿F(xiàn)較大區(qū)域內(nèi)電力變壓器噪聲的分布式檢測(cè)以及檢