室內變壓器通風降噪裝置及有源降噪系統使用方法
【專利摘要】本發明提供一種室內變壓器通風降噪裝置，包括位于墻體開孔中的通風百葉窗、軸流通風機，用于通風散熱，保證室內變壓器的安全穩定運行，所述百葉窗和所述軸流通風機分別位于兩面墻體上；位于百葉窗外部的第一類有源控制機構，用于降低室內變壓器從通風百葉窗向外輻射的噪聲；位于軸流通風機外部的第二類有源控制機構，用于降低室內變壓器從軸流通風機通風口向外輻射的噪聲，以及軸流通風機本身向外輻射的噪聲；其中，第一類有源控制機構和第二類有源控制機構構成有源降噪系統。
【專利說明】
室內變壓器通風降噪裝置及有源降噪系統使用方法
技術領域
[0001]本發明屬于環境工程專業噪聲污染防治技術領域，特別是涉及一種室內變壓器的通風降噪裝置。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發展，用電負荷不斷增加，新增許多變電站，有的建在居民區附近；另一方面，城市擴張，原處偏僻地區的變電站周圍新建不少住宅區。因此，變電站與居民區距離越來越近，居民受到變電站噪聲污染影響。
[0003]戶外變壓器常常使用聲屏障、半隔聲罩等傳統隔聲、吸聲技術進行噪聲治理，在居民區距離很近的情況下，為達到相關噪聲限制標準，難度很大并帶來其他問題。例如，建造很高的聲屏障，可能影響附近居民住宅的采光與通風，屏障的鋼結構所需成本很高，等等。
[0004]為大幅度降低噪聲，變電站也常常建造房屋，將變壓器放置在封閉空間內。然而這會影響變壓器的通風散熱，變壓器存在易損壞進而造成電力系統故障的風險。基于此，有必要提供一種用于室內變壓器的通風降噪裝置。

【發明內容】

[0005]本發明為了解決現有技術中存在的上述缺陷和不足，提供了一種室內變壓器通風降噪裝置及有源控制機構使用方法，不但通風散熱效果好，而且降噪效果好。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供一種室內變壓器通風降噪裝置，包括位于墻體開孔中的通風百葉窗、軸流通風機，用于通風散熱，保證室內變壓器的安全穩定運行，所述百葉窗和所述軸流通風機分別位于兩面墻體上;位于百葉窗外部的第一類有源控制機構，用于降低室內變壓器從通風百葉窗向外輻射的噪聲;位于軸流通風機外部的第二類有源控制機構，用于降低室內變壓器從軸流通風機通風口向外輻射的噪聲，以及軸流通風機本身向外輻射的噪聲;其中，第一類有源控制機構和第二類有源控制機構構成有源降噪系統。
[0007]進一步，所述第一類有源控制機構和第二類有源控制機構均包括有源控制器、信號調理器、功率放大器、誤差傳聲器和控制聲源；
所述誤差傳聲器采集噪聲產生的誤差信號，誤差信號經信號調理器放大濾波后傳輸給有源控制器；
所述有源控制器基于誤差信號產生的控制信號，由功率放大器放大后傳輸給控制聲源，控制聲源將放大后的控制信號轉換為抵消噪聲的聲音。
[0008]進一步，所述第一類有源控制機構為多通道有源控制機構，其中，若干個控制聲源均勻分布在百葉窗的開口面上，誤差傳聲器與所述控制聲源的個數相等，等距離分布在對應控制聲源的外側。
[0009]進一步，相鄰兩個所述控制聲源的間距小于所要控制的噪聲頻段的最高頻率對應波長的二分之一;誤差傳聲器與控制聲源的連線垂直于百葉窗所在墻體的立面。
[0010]進一步，所述第一類有源控制機構還包括一個參考傳聲器，安裝在控制聲源的內側，靠近百葉窗，或安裝在百葉窗內，所述參考傳聲器將采集的噪聲轉換為參考信號，參考信號經信號調理器放大濾波后傳輸給有源控制器。
[0011 ]進一步，所述第二類有源控制機構為單通道或多通道有源控制機構;若為單通道有源控制機構，控制聲源二安裝在軸流風風機所在墻面孔洞開口面的中間或邊緣處，若為多通道有源控制機構，控制聲源均勻分布在軸流通風機所在墻面孔洞的開口面上，誤差傳聲器與控制聲源的個數相等，等距離分布在對應控制聲源的外側。
[0012]進一步，相鄰兩個所述控制聲源的間距小于所要控制的噪聲頻段的最高頻率對應波長的二分之一;誤差傳聲器與控制聲源的連線垂直于軸流通風機所在墻體的立面。
[0013]進一步，所述第二類有源控制機構還包括一個參考傳聲器，安裝在控制聲源的內偵U，靠近軸流通風機，所述參考傳聲器將采集的噪聲轉換為參考信號，參考信號經信號調理器放大濾波后傳輸給有源控制器。
[0014]本發明還提供一種室內變壓器通風降噪裝置中有源降噪系統的使用方法，包括以下步驟:
步驟一，利用參考傳聲器采集參考信號；
位于通風百葉窗外部的第一類有源控制機構在不使用參考傳聲器的情況下，采用有源控制器內部生成的頻率為10Hz的信號及其諧波信號作為變壓器噪聲的參考信號；
位于軸流通風機外部的第二類有源控制機構，在不使用參考傳聲器的情況下，采用有源控制器內部生成的頻率為10Hz的信號及其諧波信號作為變壓器噪聲的參考信號，并使用光傳感器或轉速傳感器作為參考傳感器采集軸流通風機轉速信號作為軸流風機噪聲的參考信號；
步驟二，利用誤差傳感器采集誤差信號；
步驟三，信號調理器對參考信號和誤差信號進行濾波放大；
步驟四，有源控制器采用使誤差傳聲器處的聲壓幅值平方最小原則，將濾波放大后的信號轉換成控制信號；
步驟五，功率放大器對控制信號進行放大；
步驟六，控制聲源發出放大后的控制信號，對聲場進行控制。
[0015]本發明所達到的有益技術效果:(I)通風百葉窗與軸流風機為室內變壓器提供了良好的通風散熱功能；(2)有源降噪系統有效降低室內變壓器從通風百葉窗和軸流通風機通風口向外輻射的噪聲，以及軸流通風機本身向外輻射的低頻噪聲，與傳統的被動降噪技術如消聲器、消聲百葉相比，系統體積小，對變壓器的低頻噪聲降噪效果好;(3)通風降噪裝置并沒有安裝在變壓器所在房間的門洞或附近，不影響工作人員巡查及變壓器的維護；(4)有源降噪系統各器件均放置于墻體開孔內側，受室外環境影響小，系統安全性、魯棒性高。
【附圖說明】
[0016]圖1本發明之室內變壓器通風降噪裝置結構示意圖；
圖2本發明之第一類有源控制機構組成示意圖；
圖3本發明之第二類有源控制機構組成示意圖；
圖4本發明之有源降噪系統使用方法流程示意圖；
圖5本發明之在不使用參考傳聲器的情況下，第一類有源控制機構使用方法流程示意圖；
圖6本發明之在不使用參考傳聲器的情況下，第二類有源控制機構使用方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。
[0018]如圖1-3所示，本發明提供一種室內變壓器通風降噪裝置，包括位于墻體開孔中的通風百葉窗2、軸流通風機3，用于通風散熱，保證室內變壓器I的安全穩定運行，所述百葉窗2和所述軸流通風機3分別位于兩面墻體上;位于百葉窗2外部的第一類有源控制機構4，用于降低室內變壓器從通風百葉窗2向外輻射的噪聲;位于軸流通風機3外部的第二類有源控制機構5，用于降低室內變壓器I從軸流通風機3通風口向外輻射的噪聲，以及軸流通風機3本身向外輻射的噪聲；其中，第一類有源控制機構4和第二類有源控制機構5構成有源降噪系統。
[0019]所述第一類有源控制機構4和第二類有源控制機構5均包括有源控制器、信號調理器、功率放大器、誤差傳聲器和控制聲源；
所述誤差傳聲器采集噪聲產生的誤差信號，誤差信號經信號調理器放大濾波后傳輸給有源控制器；
所述有源控制器基于誤差信號產生的控制信號，由功率放大器放大后傳輸給控制聲源，控制聲源將放大后的控制信號轉換為抵消噪聲的聲音。
[0020]所述第一類有源控制機構4為多通道有源控制機構，其中，若干個控制聲源均勻分布在百葉窗的開口面上，誤差傳聲器與所述控制聲源的個數相等，等距離分布在對應控制聲源的外側。相鄰兩個所述控制聲源的間距小于所要控制的噪聲頻段的最高頻率對應波長的二分之一;誤差傳聲器與控制聲源的連線垂直于百葉窗所在墻體的立面。所述第一類有源控制機構還包括一個參考傳聲器，安裝在控制聲源的內側，靠近百葉窗，或安裝在百葉窗內，所述參考傳聲器將采集的噪聲轉換為參考信號，參考信號經信號調理器放大濾波后傳輸給有源控制器。
[0021 ]所述第二類有源控制機構5為單通道或多通道有源控制機構；若為單通道有源控制機構，控制聲源二安裝在軸流風風機所在墻面孔洞開口面的中間或邊緣處，若為多通道有源控制機構，控制聲源均勻分布在軸流通風機所在墻面孔洞的開口面上，誤差傳聲器與控制聲源的個數相等，等距離分布在對應控制聲源的外側。相鄰兩個所述控制聲源的間距小于所要控制的噪聲頻段的最高頻率對應波長的二分之一;誤差傳聲器與控制聲源的連線垂直于軸流通風機所在墻體的立面。所述第二類有源控制機構還包括一個參考傳聲器，安裝在控制聲源的內側，靠近軸流通風機，所述參考傳聲器將采集的噪聲轉換為參考信號，參考信號經信號調理器放大濾波后傳輸給有源控制器。
[0022]作為本發明的一個實施例，通風百葉窗2的寬為1.50 m，高為1.80 m，欲用該有源降噪系統來控制的噪聲頻段的最高頻率為Aax=300 Hz，使用3列4行共12個控制聲源，12個控制聲源均勻分布在通風百葉窗2開口面上，控制聲源的間距0.5 m，小于300 Hz的半波長。誤差傳聲器與對應的控制聲源聲中心的距離C^i=0.10 m，該距離既要保證控制聲源輸出不會太小影響降噪效果，也要保證控制系統的穩定性。使用一個參考傳聲器放置于通風百葉窗內，采集變壓器噪聲作為參考信號，作為替代方案，也可不使用參考傳聲器，使用有源控制器內部生成的頻率為100 Hz信號及其諧波信號作為變壓器噪聲的參考信號；
軸流通風機3所在墻面孔洞開口面的直徑為0.90 m，欲用該有源降噪系統來控制的噪聲頻段的最高頻率為/mX=300 Hz，使用的4個控制聲源，控制聲源(505)的間距0.5 m，誤差傳聲器與對應的控制聲源的聲中心的距離10 m，使用一個參考傳聲器放置在墻面孔洞開口面圓心處，盡量靠近軸流風機的風扇，拾取參考信號。作為替代方案，也可不使用參考傳聲器，使用有源控制器內部生成的頻率為100 Hz的信號及其諧波信號作為變壓器噪聲的參考信號，并使用一個轉速傳感器采集風扇轉速，根據風扇葉片數折算出風扇噪聲基頻及其諧波頻率，作為風扇噪聲的參考信號。
[0023]參考信號和誤差信號經信號調理器放大濾波后傳輸給有源控制器;所述有源控制器基于參考信號和誤差信號產生控制信號，控制信號經功率放大器放大后傳輸給控制聲源，控制聲源根據放大后的控制信號發出抵消噪聲的聲音；
本發明的工作原理:
參考傳聲器采集參考信號;位于通風百葉窗2外部的第一類有源控制機構4在不使用參考傳聲器的情況下，采用有源控制器內部生成的頻率為10Hz的信號及其諧波信號作為變壓器噪聲的參考信號;位于軸流通風機3外部的第二類有源控制機構5，在不使用參考傳聲器的情況下，采用有源控制器內部生成的頻率為10Hz的信號及其諧波信號作為變壓器噪聲的參考信號，并使用光傳感器或轉速傳感器作為參考傳感器采集軸流通風機轉速信號作為軸流風機噪聲的參考信號；誤差傳感器采集誤差信號；信號調理器接收到參考信號和誤差信號后進行濾波放大發送給有源控制器，由有源控制器將濾波放大后的信號轉換成控制信號，然后，功率放大器對控制信號進行放大，控制聲源根據放大后的控制信號，發出抵消噪聲的聲音。
[0024]如圖4所示，本發明還提供一種室內變壓器通風降噪裝置中有源降噪系統的使用方法，包括以下步驟:
步驟一，利用參考傳聲器采集參考信號；
位于通風百葉窗2外部的第一類有源控制機構4在不使用參考傳聲器的情況下，采用有源控制器內部生成的頻率為10Hz的信號及其諧波信號作為變壓器噪聲的參考信號；如圖5所示。
[0025]位于軸流通風機3外部的第二類有源控制機構5，在不使用參考傳聲器的情況下，采用有源控制器內部生成的頻率為10Hz的信號及其諧波信號作為變壓器噪聲的參考信號，并使用光傳感器或轉速傳感器作為參考傳感器采集軸流通風機轉速信號作為軸流風機噪聲的參考信號;如圖6所不。
[0026]步驟二，利用誤差傳感器采集誤差信號；
步驟三，信號調理器對參考信號和誤差信號進行濾波放大；
步驟四，有源控制器采用使誤差傳聲器處的聲壓幅值平方最小原則，將濾波放大后的信號轉換成控制信號；
步驟五，功率放大器對控制信號進行放大；
步驟六，控制信號發出放大后的控制信號，對聲場進行控制。
[0027]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.室內變壓器通風降噪裝置，其特征在于: 包括位于墻體開孔中的通風百葉窗、軸流通風機，用于通風散熱，保證室內變壓器的安全穩定運行，所述百葉窗和所述軸流通風機分別位于兩面墻體上； 位于百葉窗外部的第一類有源控制機構，用于降低室內變壓器從通風百葉窗向外輻射的噪聲； 位于軸流通風機外部的第二類有源控制機構，用于降低室內變壓器從軸流通風機通風口向外輻射的噪聲，以及軸流通風機本身向外輻射的噪聲； 其中，第一類有源控制機構和第二類有源控制機構構成有源降噪系統。2.根據權利要求1所述的室內變壓器通風降噪裝置，其特征在于:所述第一類有源控制機構和第二類有源控制機構均包括有源控制器、信號調理器、功率放大器、誤差傳聲器和控制聲源； 所述誤差傳聲器采集噪聲產生的誤差信號，誤差信號經信號調理器放大濾波后傳輸給有源控制器； 所述有源控制器基于誤差信號產生的控制信號，由功率放大器放大后傳輸給控制聲源，控制聲源將放大后的控制信號轉換為抵消噪聲的聲音。3.根據權利要求2所述的室內變壓器通風降噪裝置，其特征在于:所述第一類有源控制機構為多通道有源控制機構，其中，若干個控制聲源均勻分布在百葉窗的開口面上，誤差傳聲器與所述控制聲源的個數相等，等距離分布在對應控制聲源的外側。4.根據權利要求3所述的室內變壓器通風降噪裝置，其特征在于:相鄰兩個所述控制聲源的間距小于所要控制的噪聲頻段的最高頻率對應波長的二分之一;誤差傳聲器與控制聲源的連線垂直于百葉窗所在墻體的立面。5.根據權利要求3所述的室內變壓器通風降噪裝置，其特征在于:所述第一類有源控制機構還包括一個參考傳聲器，安裝在控制聲源的內側，靠近百葉窗，或安裝在百葉窗內，所述參考傳聲器將采集的噪聲轉換為參考信號，參考信號經信號調理器放大濾波后傳輸給有源控制器。6.根據權利要求2所述的室內變壓器通風降噪裝置，其特征在于:所述第二類有源控制機構為單通道或多通道有源控制機構;若為單通道有源控制機構，控制聲源二安裝在軸流風風機所在墻面孔洞開口面的中間或邊緣處，若為多通道有源控制機構，控制聲源均勻分布在軸流通風機所在墻面孔洞的開口面上，誤差傳聲器與控制聲源的個數相等，等距離分布在對應控制聲源的外側。7.根據權利要求6所述的室內變壓器通風降噪裝置，其特征在于:相鄰兩個所述控制聲源的間距小于所要控制的噪聲頻段的最高頻率對應波長的二分之一;誤差傳聲器與控制聲源的連線垂直于軸流通風機所在墻體的立面。8.根據權利要求6所述的室內變壓器通風降噪裝置，其特征在于:所述第二類有源控制機構還包括一個參考傳聲器，安裝在控制聲源的內側，靠近軸流通風機，所述參考傳聲器將采集的噪聲轉換為參考信號，參考信號經信號調理器放大濾波后傳輸給有源控制器。9.根據權利要求1-8任一項所述的室內變壓器通風降噪裝置中有源降噪系統的使用方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，利用參考傳聲器采集參考信號； 位于通風百葉窗外部的第一類有源控制機構在不使用參考傳聲器的情況下，采用有源控制器內部生成的頻率為10Hz的信號及其諧波信號作為變壓器噪聲的參考信號； 位于軸流通風機外部的第二類有源控制機構，在不使用參考傳聲器的情況下，采用有源控制器內部生成的頻率為10Hz的信號及其諧波信號作為變壓器噪聲的參考信號，并使用光傳感器或轉速傳感器作為參考傳感器采集軸流通風機轉速信號作為軸流風機噪聲的參考信號； 步驟二，利用誤差傳感器采集誤差信號； 步驟三，信號調理器對參考信號和誤差信號進行濾波放大； 步驟四，有源控制器采用使誤差傳聲器處的聲壓幅值平方最小原則，將濾波放大后的信號轉換成控制信號； 步驟五，功率放大器對控制信號進行放大； 步驟六，控制聲源發出放大后的控制信號，對聲場進行控制。
【文檔編號】H02B1/56GK106057418SQ201610586629
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月22日 公開號201610586629.8, CN 106057418 A, CN 106057418A, CN 201610586629, CN-A-106057418, CN106057418 A, CN106057418A, CN201610586629, CN201610586629.8
【發明人】黃曉帆, 殷國華, 陳建明, 范立新, 鄒海山, 華偉, 陳遲
【申請人】江蘇方天電力技術有限公司, 南京大學, 國網江蘇省電力公司, 國家電網公司