一种基于多个频率电源对电抗器噪声进行测量的方法及系统与流程

本发明涉及电抗器噪声测量领域，更具体地，涉及一种基于多个频率电源对电抗器噪声进行测量的方法及系统。

背景技术：

电抗器在高压直流换流站中已成为一个主要的噪声源，特别是平波电抗器和滤波电抗器的噪声更为严重，是电力系统中环境治理的难点。由于电抗器噪声的发生与许多因素有关，由于电抗器的噪声同注入电抗器的谐波关系密切，使对电抗器噪声的测量和评价比较困难。目前，电抗器噪声测量有统一的标准，但是电源的注入方法只有单一频率电源注入，然后用多个单一电源测量结果进行计算合成，由于单一电源注入与电抗器实际使用状态差距甚远，虽然可测得电抗器的一个噪声水平，但却难以反应电抗器实际使用状态的噪声水平，从而造成设计时计算噪声是合格的，而实际工程中噪声却是超标，不利于环境保护。

一般高压直流换流站的电抗器中流过的电流除了基波频率电流外，还有一个或两个主谐波电流。由于其它次谐波电流远小于基波电流和主谐波电流，因此，电抗器的噪声主要由基波和主谐波电流作用产生。现有技术采用单一频率电源去等效，不能正确反应实际场景中不同频率谐波的相互作用。因此，采用单一频率电源等效的试验方法无法真实测出接近电抗器实际工况下不同频率的噪声情况。

困此，需要一种技术，以解决利用多频率电源等效实际工作场景，对电抗器的噪声进行测量的问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于多个频率电源对电抗器噪声进行测量的方法及系统，以解决利用多个频率电源等效对电抗器进行真实运行情况下的噪声测量的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于多个频率电源对电抗器噪声进行测量的方法，所述方法包括：

建立与电抗器相连通的基波频率的谐振回路；

建立与电抗器相连通的谐波频率的谐振回路；

通过所述基波谐振回路将基波频率的电流注入所述电抗器；以及

同时通过所述谐波谐振回路将谐波频率的电流注入所述电抗器；

获取所述电抗器产生的噪声信号，并计算所述噪声信号的参数。

优选地，所述建立与电抗器相连通的基波谐振回路以及建立与电抗器相连通的谐波谐振回路，包括：

利用基波电源通过变压器、电容器与所述电抗器形成串联基波谐振回路；

利用谐波电源通过变压器、电容器与所述电抗器形成串联谐波谐振回路。

优选地，所述建立与电抗器相连通的基波谐振回路以及建立与电抗器相连通的谐波谐振回路，包括：

利用基波电源通过变压器、电容器与所述电抗器形成并联基波谐振回路；

利用谐波电源通过变压器、电容器与所述电抗器形成并联谐波谐振回路。

优选地，所述建立与电抗器相连通的基波谐振回路以及建立与电抗器相连通的谐波谐振回路，包括：

利用基波电源通过变压器、电容器与所述电抗器形成串联和并联基波谐振回路；

利用谐波电源通过变压器、电容器与所述电抗器形成串联和并联谐波谐振回路。

优选地，通过声传感器获取所述电抗器产生的噪声信号。

基于本发明的另一实施方式,本发明提供一种基于多个频率电源对电抗器噪声进行测量的系统，所述系统包括：

基波谐振单元，用于建立与电抗器相连通的基波频率的谐振回路；通过所述基波谐振回路将基波频率的电流注入所述电抗器；

谐波谐振单元，用于建立与电抗器相连通的谐波频率的谐振回路；通过所述谐波谐振回路将谐波频率的电流注入所述电抗器；

测量单元，用于获取所述电抗器产生的噪声信号，并计算所述噪声信号的参数。

优选地，所述基波谐振单元，还用于利用基波电源通过变压器、电容器与所述电抗器形成串联基波谐振回路；

优选地，所述谐波谐振单元，还用于利用谐波电源通过变压器、电容器与所述电抗器形成串联谐波谐振回路。

优选地，所述基波谐振单元，还用于利用基波电源通过变压器、电容器与所述电抗器形成并联基波谐振回路；

优选地，所述谐波谐振单元，还用于利用谐波电源通过变压器、电容器与所述电抗器形成并联谐波谐振回路。

优选地，所述基波谐振单元，还用于利用基波电源通过变压器、电容器与所述电抗器形成串联和并联基波谐振回路；

优选地，所述谐波谐振单元，还用于利用谐波电源通过变压器、电容器与所述电抗器形成串联和并联谐波谐振回路。

优选地，所述测量单元通过声传感器获取所述电抗器产生的噪声信号。

本发明的技术方案通过同时输入多个频率不同幅值电流，能更真实的模拟电抗器真实的运行状况，测得基本接近现场环境的电抗器在注入不同频率基波、谐波的运行情况下的噪声参数。使用本发明技术方案测量电抗器噪声的方法能够测得基本接近电抗器真实运行情况下的噪声参数，为电抗器噪声参数评价和治理提供较准确的科学数据。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本发明的一实施方式的一种基于多个频率电源对电抗器噪声进行测量的方法流程图；以及

图2为根据本发明一实施方式的对电抗器噪声进行测量的电路结构示意图；

图3根据本发明一实施方式的对电抗器噪声进行测量的电路结构示意图；

图4根据本发明一实施方式的对电抗器噪声进行测量的电路结构示意图；以及

图5为根据本发明的另一实施方式的一种基于多个频率电源对电抗器噪声进行测量的系统结构图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本发明的一实施方式的一种基于多个频率电源对电抗器噪声进行测量的方法流程图。本发明实施方式提供一种多频率电源注入电抗器，以对电抗器进行噪声测量方法。本发明的实施方式采用一个独立的基波电源，和若干个独立的谐波电源构成多频电源，并且使注入电抗器的基波和各次谐波电流、电压均处于可控状态，根据电抗器电流信号，各自送入试验变压器，通过变压器输入，将基波频率电流和谐波频率电流同时加载至被测电抗器，电抗器经加载不同频率的电流而产生噪声。本发明的实施方式用声传感器将获得的电抗器噪声信号传输至噪声测试仪进行计算分析得到其噪声参数。如图1所示，方法100从步骤101起步。

优选地，在步骤101:建立与电抗器相连通的基波频率的谐振回路。

优选地，在步骤102:建立与电抗器相连通的谐波频率的谐振回路。

优选地，在步骤103:通过基波谐振回路将基波频率的电流注入电抗器；以及同时通过谐波谐振回路将谐波频率的电流注入电抗器。

优选地，在步骤104:获取电抗器产生的噪声信号，并计算噪声信号的参数。

本发明的具体实施方式举例说明如下:

图2为本发明的实施方式:利用基波电源通过变压器、电容器与电抗器形成串联基波谐振回路；利用谐波电源通过变压器、电容器与电抗器形成串联谐波谐振回路。如图2所示,uf1-1为基波电源、c1-1补偿电容器、t1-1变压器、l1为电抗器、uf1-2为谐波电源、c1-2为电容器、t1-2为变压器、p1-1和p1-2为多个方向的若干个声传感器、r1-1为噪声测试仪、il1-1为流入被测电抗器的基波电流、il1-2为流入被测电抗器的谐波电流。如图2所示，基波电源uf1-1、电容器c1-1、电抗器l1和谐波电源uf1-2、电容器c1-2、电抗器l1两个回路分别对各自电源构成串联谐振电路，可使基波电源uf1-1、谐波电源uf1-2在满足被测电抗器的基波电流il1-1和谐波电流il1-2参数的条件下，对容量的要求降到最小，便于试验实施。基波电源uf1-1、谐波电源uf1-2通过自己的变压器t输入，将各个频率的电流输入到被测电抗器l中，然后可以通过对各频率电流实时监测，保证流入被测电抗器l的电流il参数与实际运行情况相符，声传感器1将被测电抗器l的噪声信号采集并传输至噪声测试仪2进行计算分析得到其噪声参数。

图2中，基波电源uf1-1、电容c1-1、电抗器l1和谐波电源uf1-2、电容c1-2、电抗器l1两个回路分别对各自电源构成串联谐振电路，可使电源在满足被测电抗器的基波电流和谐波电流的条件下，对容量的要求降到最小，便于试验实施。基波电源和谐波电源分别通过变压器t1-1和变压器t1-2输入基波电流和谐波电流，将各个频率的电流输入到被测电抗器l1中，然后可以通过对各频率电流进行实时监测，保证流入被测电抗器l1的电流il1-1和电流il1-2参数与实际运行情况相符，通过声传感器p1-1和声传感器p1-2将被测电抗器l1的噪声信号采集并传输至噪声测试仪r1-1进行计算分析得到其噪声参数。

图2中基本电路原理为基波电源uf1-1与电容器c1-1以及被测电抗器l1构成回路1，谐波电源uf1-2与电容器c1-2以及被测电抗器l1构成回路2，基波电源uf1-1、谐波电源uf1-2分别通过各自的变压器t1-1和变压器t1-2输入基波电流和谐波电流至电抗器l1中,电容器c1-1、电容器c1-2在各自电源频率下发生谐振,即:

ω1-1、ω1-2分别为回路1、回路2中的谐振角频率，l1为被测电抗器的电感，c1-1、c1-2分别为回路1、回路2中电容器的电容。

图3为本发明的另一实施方式。利用基波电源通过变压器、电容器与电抗器形成并联基波谐振回路；以及利用谐波电源通过变压器、电容器与电抗器形成并联谐波谐振回路。如图3所示,基波电源uf2-1、电容器c2-1、电抗器l2和谐波电源uf2-2、电容器c2-2、电抗器l2两个回路分别对各自电源构成并联谐振电路，可使电源满足被测电抗器l2的基波电压和谐波电压的条件下,对电源容量的要求降到最小,便于试验实施。基波电源和谐波电源分别通过对各自的变压器t2-1和变压器t2-2输入基波电流和谐波电流至被测电抗器l2中。本发明的实施方式,通过对基波电流和谐波电流进行实时监测,保证流入被测电抗器l2的电流il2-1与电流il2-2与实际运行情况相符，声传感器p2-1和声传感器p2-2将被测电抗器l2的噪声信号采集并传输至噪声测试仪r2-1,通过噪声测试仪r2-1进行计算分析得到噪声参数。电容器c2-1、电容器c2-2在各自电源频率下发生谐振的原理同图2实施例。

图4为本发明的实施方式，利用基波电源通过变压器、电容器与电抗器形成串联和并联基波谐振回路；利用谐波电源通过变压器、电容器与电抗器形成串联和并联谐波谐振回路。如图4所示，基波电源uf3-1、电容器c3-1、电容器c3-3、电抗器l3和谐波电源uf3-2、电容器c3-2、电容器c3-4、电抗器l3两个回路分别对各基波电源电源和谐波电源构成串联和并联混合谐振电路，使对电源容量的要求降到最小，便于试验实施。基波电源uf3-1通过变压器t3-1将基波电源频率的电流输入到被测电抗器l3中，谐波电源uf3-2通过变压器t3-2将谐波电源频率的电流输入到被测电抗器l3中，然后能够通过对基波频率电流il3-1和谐波频率电流il3-2实时监测，保证流入到电抗器l3中的电流il3-1和电流il3-2的参数与实际运行情况相符合。声传感器p3-1和声传感器p3-2将被测电抗器l3的噪声信号采集并传输至噪声测试仪r3-1,通过噪声测试仪r3-1进行计算分析得到噪声参数。

通过上述实施方式的测试电路，本发明实施方式采用多个频率电源注入例如:一个基波电源，和若干个不同谐波电源，各自根据电压频率选择电容器。每个电源、选择的电容器与被测电抗器形成单独回路。各频率电源将电流送入各自的试验变压器,然后通过谐振回路输入到被测电抗器中，并保证流入被测电抗器的基波电流和各次谐波电流的参数与被测电抗器真实运行状态基本一致，使试验中的被测电抗器的噪声参数基本接近实际运行情况下被测电抗器的噪声水平。本发明实施方式用多个频率电源注入测量电抗器噪声方法测得的噪声参数接近真实运行情况下的噪声水平，为噪声参数评价和治理提供较准确的科学数据。

图5为根据本发明的另一实施方式的一种基于多个频率电源对电抗器噪声进行测量的系统结构图。如图5所示,系统500包括基波谐振单元501,谐波谐振单元502,测量单元503。

基波谐振单元501，用于建立与电抗器相连通的基波频率的谐振回路；通过基波谐振回路将基波频率的电流注入电抗器；

谐波谐振单元502，用于建立与电抗器相连通的谐波频率的谐振回路；通过谐波谐振回路将谐波频率的电流注入电抗器；

测量单元503，用于获取电抗器产生的噪声信号，并计算噪声信号的参数。

优选地，基波谐振单元501，还用于利用基波电源通过变压器、电容器与电抗器形成串联基波谐振回路。

优选地，谐波谐振单元502，还用于利用谐波电源通过变压器、电容器与电抗器形成串联谐波谐振回路。

优选地，基波谐振单元501，还用于利用基波电源通过变压器、电容器与电抗器形成并联基波谐振回路。

优选地，谐波谐振单元502，还用于利用谐波电源通过变压器、电容器与电抗器形成并联谐波谐振回路。

优选地，基波谐振单元501，还用于利用基波电源通过变压器、电容器与电抗器形成串联和并联基波谐振回路；

优选地，谐波谐振单元502，还用于利用谐波电源通过变压器、电容器与电抗器形成串联和并联谐波谐振回路。

优选地，测量单元503通过声传感器获取电抗器产生的噪声信号。

本发明实施方式的一种基于多个频率电源对电抗器噪声进行测量的系统500与本发明的另一实施方式一种基于多个频率电源对电抗器噪声进行测量的方法100相对应,在此不再进行赘述。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。