(高清版)GBT 1094.101-2023 電力變壓器 第101部分：聲級測定 應用導則

GB/T1094.101—2023第101部分：聲級測定應用導則國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會發(fā)布國家市場監(jiān)督管理總局GB/T1094.101—2023 Ⅲ V 12規(guī)范性引用文件 1 14聲的物理基礎 15變壓器和電抗器的噪聲源及其特點 46測量原理 7聲級測量的注意事項 8工廠試驗與現(xiàn)場聲級測量的差異 附錄A(資料性)因繞組中諧波電流引起的聲級 圖1近場中不同測量距離d的空間平均聲強級(實線)和聲壓級(虛線)模擬 3循環(huán)狀態(tài)下疊片長度的相對變化曲線 4圖3無直流偏磁條件下施加峰值磁密1.8T、頻率50Hz交流時的磁密隨時間變化的函數(shù)曲線(光滑線)和疊片長度隨時間相對變化的曲線(點劃線) 5示例 5疊片長度隨時間相對變化的曲線(點劃線) 6圖6聲級增加值與繞組中直流偏磁電流的關(guān)系 6圖7負載電流引起的典型聲譜 7圖831.5MVA變壓器的100Hz聲壓場(彩色)及沿測量路徑的聲強矢量仿真 圖10試驗環(huán)境中影響聲壓的干擾分布圖 圖12穿過試驗區(qū)域的背景噪聲和試品發(fā)射的噪聲示意圖 圖1350Hz和60Hz系統(tǒng)中1/1倍頻程和1/3倍頻程的變壓器音調(diào) 圖14聲壓沿測量路徑的空間變化記錄 圖A.1表A.2中給出的星結(jié)和角結(jié)繞組的電流頻譜的電流波形 IⅡGB/T1094.101—2023 表A.1諧波電流引起的繞組電動力的分量 表A.2B6換流引起的電流頻譜 表A.3試驗電流和力分量計算 表A.4諧波力及試驗電流匯總 ⅢGB/T1094.101—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T1094《電力變壓器》的第101部分。GB/T1094已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第2部分：液浸式變壓器的溫升；——第4部分：電力變壓器和電抗器的雷電沖擊和操作沖擊試驗導則；——第5部分；承受短路的能力；——第6部分：電抗器；——第7部分：油浸式電力變壓器負載導則；--—第10部分：聲級測定；—第101部分：聲級測定應用導則；——第11部分：干式變壓器；--—第14部分：采用高溫絕緣材料的液浸式電力變壓器；——第15部分：充氣式電力變壓器；——第16部分：風力發(fā)電用變壓器；——第18部分：頻率響應測量；——第23部分：直流偏磁抑制裝置。本文件代替GB/T1094.101—2008《電力變壓器第10.1部分：聲級測定應用導則》,與——增加了更多的聲場的信息(見第4章);——增加了對繞組電流諧波影響方面的考慮(見5.2);——增加了A計權(quán)的說明(見6.2);——增加了聲壓測量法和聲強測量法的信息(見6.3.2和6.3.3);—增加了頻段的信息(見6.4);——增加了測量距離的背景信息(見6.6);——增加了步行移動測量方式和逐點測量方式的支持信息(見6.7); 增加了繞組諧波電流引起的附加噪聲(見附錄A)本文件修改采用IEC60076-10-1:2016《電力變壓器第10-1部分：聲級測定應用導則》。本文件與IEC60076-10-1:2016的技術(shù)差異及原因如下：——在第2章增加了對GB/T2900.95的引用；——將4.2.5.3的最后一段內(nèi)容由正文調(diào)整為注(因涉及的附錄A為資料性);——為了與6.2的內(nèi)容相協(xié)調(diào)，刪除了IEC原文3.2最后一段中的“對頻率的靈敏度峰值約在本文件做了下列編輯性改動：——納入了IEC60076-101-1:2016/AMD1:2020的修正內(nèi)容；GB/T1094.101—2023 ——將A.3中的列項調(diào)整為條文形式； 將表A.3表頭中的“in”調(diào)整為“i”:——將IEC原文參考文獻中的ISO3746:2010調(diào)整為規(guī)范性引用文件；——對參考文獻進行了調(diào)整。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由中國電器工業(yè)協(xié)會提出。本文件由全國變壓器標準化技術(shù)委員會(SAC/TC44)歸口。本文件所代替文件及其的歷次版本發(fā)布情況為：——2008年首次發(fā)布GB/T1094.101—2008;VGB/T1094.101—2023——第1部分：總則。目的在于確立適用于各類電力變壓器設計制造和生產(chǎn)試驗等所需要遵循的——第2部分：液浸式變壓器的溫升。目的在于確立適用于各類液浸式電力變壓器有關(guān)溫升方面的技術(shù)要求和試驗方法?！?部分：絕緣水平、絕緣試驗和外絕緣空氣間隙。目的在于確立適用于各類液浸式電力變壓——第4部分：電力變壓器和電抗器的雷電沖擊和操作沖擊試驗導則。目的在于確立適用于各類電力變壓器和電抗器有關(guān)雷電沖擊試驗和操作沖擊試驗方面的技術(shù)要求和試驗方法?！?部分：承受短路的能力。目的在于確立適用于各類電力變壓器有關(guān)承受短路能力方面的技術(shù)要求和試驗方法。 第7部分：油浸式電力變壓器負載導則。目的在于對各類油浸式電力變壓器有關(guān)帶負載運行時提供指導?！?0部分：聲級測定。目的在于確立適用于各類電力變壓器和電抗器有關(guān)聲級測定方面的技術(shù)要求和試驗方法?！?01部分：聲級測定應用導則。目的在于對各類電力變壓器和電抗器有關(guān)聲級測定應用方——第11部分：干式變壓器。目的在于確立適用于各類干式電力變壓器的技術(shù)要求和試驗要求。 -第14部分：采用高溫絕緣材料的液浸式電力變壓器。目的在于確立適用于各類采用高溫絕緣材料的液浸式電力變壓器的技術(shù)要求和試驗要求。 ——第16部分：風力發(fā)電用變壓器。目的在于確立適用于各類風力發(fā)電用變壓器的技術(shù)要求和試 -第18部分：頻率響應測量。目的在于確立適用于各類電力變壓器有關(guān)頻率響應方面的技術(shù)要求和試驗方法?！?3部分：直流偏磁抑制裝置。目的在于確立適用于各類直流偏磁抑制裝置的技術(shù)要求和試GB/T1094通過16個部分明確了各類電力變壓器和電抗器等產(chǎn)品的技術(shù)內(nèi)容，給出了具體的技的正常運行提供保障。本文件與GB/T1094.10結(jié)合使用。1GB/T1094.101—2023電力變壓器第101部分：聲級測定應用導則本文件向制造方及用戶就如何使用GB/T1094.10所規(guī)定的測量技術(shù)提供了指導。除基本的聲學本文件適用于變壓器和電抗器及其相關(guān)的輔助冷卻設備。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文GB/T1094.10—2022電力變壓器第10部分：聲級測定(IEC60076-10:2016,MOD)注：GB/T1094.10—2022被引用的GB/T2900.95電工術(shù)語變壓器、調(diào)壓器和電抗器(GB/T2900.95—2015,IEC60050-421:GB/T3768—2017聲學聲壓法測定噪聲源聲功率級和聲能量級采用反射面上方包絡測量面的簡易法(ISO3746:2010,IDT)3術(shù)語和定義GB/T2900.95和GB/T1094.10—2022界定的術(shù)語和定義適用于本文件。4聲的物理基礎聲音為人耳能感受到的(在空氣、水或其他彈性媒質(zhì)中的)壓力變化波。此壓力變化波通過媒質(zhì)(本文件指空氣)從聲源傳遞到聽者的耳朵內(nèi)。每秒發(fā)生周期性壓力變化的次數(shù)稱為聲音的頻率，其測量值的單位為赫茲(Hz)。聲音的特定頻率感知為獨特的聲調(diào)或音高。變壓器的嗡嗡聲基本上是100Hz或120Hz的低頻聲，而汽笛聲則是高頻聲，其典型頻率值超過3kHz。健康青年人的正常聽力范圍約為24.2聲壓p在特定位置和給定時間間隔的瞬時聲壓的方均根值稱為聲壓，其測量值的單健康人耳能感受到的最弱聲壓與頻率有明顯關(guān)系。一般在1kHz下為20μPa?？筛惺艿酵撮搶?作為標度。分貝的標度是對數(shù)，20μPa作為基準值，對應于0dB;20Pa是痛閾，對應120dB。另一個實用觀點是，與線性刻度的帕斯卡值相比，分貝標度更接近人的聽力感受。這是因為人耳是按對數(shù)形式對聲音做出反映的。在聲音領域普遍接受的觀點是：——1dB的變化感覺不到；——3dB的變化可感覺到；——10dB的變化感覺到聲音大了兩倍。人類聽覺依賴頻率。在較低或較高的頻率下靈敏度會降低。一種名為“A計權(quán)”的國際化標準濾波器能夠確保測量的聲音反映出在整個聽力范圍中人耳感受到的聲音(見6.2)。在指定位置和給定時間間隔的瞬時速度的方均根值稱為速度，其測量值用米每秒(m/s)表示。該量描述了傳遞聲波的媒質(zhì)的振蕩速度。它既有幅值又有方向，因此是一個矢量。4.4聲強I聲強是表示某一指定位置處聲壓與質(zhì)點速度乘積的時間平均值，見公式(1): (1)聲強的單位用瓦特每平方米(W/m2)來表示。聲強是描述單位面積聲功率流入量的既有大小又有方向的矢量。而法向聲強是法向單位面積聲功率的流入量，即在垂直于指定單位面積方向的量值。聲功率流的方向取決于指定位置速度的相角。聲功率是單位時間內(nèi)從聲源輻射出的聲能，單位用瓦特(W)表示。聲源向周圍空氣輻射聲能，從而形成聲場。聲功率標識了聲源的發(fā)射特征。聲壓和質(zhì)點速度標識了指定位置聲音的特性。用傳聲器測到的或聽到的聲壓取決于與聲源的距離和周邊聲學環(huán)境的性質(zhì)。因此聲源的聲功率不能簡單量化為測量的聲壓或聲強。聲功率確定取決于整個包絡表面上聲強或聲壓的積分。聲功率或多或少獨立于環(huán)境，是標識聲源特性的唯一表述。4.6聲場聲場是傳播聲波的區(qū)域。按照聲波傳播的方式進行分類。當聲壓與速度相位相同時，相應的聲場為有功場。當聲壓與速度之間呈90°相位角時，相應的聲場為無功場。在有功場中，聲能完全從聲源向外傳播，如同在遠場(見4.6.5)傳播。在無功場中，聲能也是向外傳播，但在稍后的瞬間，能量又會返回，能量好像在彈簧中那樣可貯存。無功場的例子如混響室的擴散場(見4.6.3)和駐波(見4.6.6)。盡管存在聲壓和速度，無功場在一個周波內(nèi)平均的凈傳輸能量為零，因此測得的聲強等于零。實際聲場具有有功和無功兩個分量。4.6.2自由場在均勻各向同性媒質(zhì)中，邊界對聲波的影響可不計的聲場稱為自由場。這是一個理想的自由空間，聲能在其中傳播不受干擾。3GB/T1094.101—2023GB/T1094.10—2022要求所有聲級測量應在一個反射面(地面)上方進行，因此不允許在完全消聲室內(nèi)進行測量。在擴散場中，聲音經(jīng)過多次反射導致聲場中聲音的方向和幅值都相同，因此所有位置的聲壓級相聲壓級非常高的情況。擴散場的實例如變壓器隔聲罩內(nèi)的區(qū)域。近場是指與聲源振動表面相鄰的區(qū)域，一般規(guī)定為擬測頻率的聲音波長的1/4距離以內(nèi)。此區(qū)域存在有功分量和無功分量。無功分量隨測點與聲源振動表面的距離呈指數(shù)衰減。與欠壓區(qū)之間的聲學上的短路狀態(tài)。在此聲學短路狀態(tài)下，空氣就像一個質(zhì)量彈簧系統(tǒng)在一個周波內(nèi)儲存和釋放能量。結(jié)果是部分聲功率一直循環(huán)，不是所有的能量都近場效果隨頻率增加而減小。由于近場中聲壓與速度之間固有的相位差(見4.6.1),因此近場中進行聲壓測量會引起系統(tǒng)性高估(見圖1)。結(jié)果是，通?？臻g平均聲壓級比相應聲強級高2dB～5dB,且某些點測量的差值可高達0.10.20.30.40.50.60d/m圖1近場中不同測量距離d的空間平均聲強級(實線)和聲壓級(虛線)模擬4GB/T1094.101—20234.6.6駐波駐波是向相反方向傳播的兩個相同頻率聲波間干涉的結(jié)果。駐波的形成是由于聲源與不連續(xù)結(jié)構(gòu)(如聲場邊界)之間的反射，而且重點在于反射墻是平行的并且此時聲音頻率與距離之間滿足一定的條件。頻率為f。的駐波的出現(xiàn)取決于反射墻之間的距離d,見公式(2)。式中：…………駐波不向遠場傳播能量，這是一個無功場的例子。在駐波的區(qū)域內(nèi)：——所測聲壓在很小的距離內(nèi)會發(fā)生較大變化，聲壓有被高估的趨勢；——聲強測量值趨向不準確，實際聲強被低估。5變壓器和電抗器的噪聲源及其特點5.1概述變壓器和電抗器的噪聲有幾個固有的物理來源。這些噪聲來源與設備的設計和運行條件有密切的關(guān)系。設計將影響產(chǎn)生噪聲的振動，并影響由聲源到變壓器油箱或外殼表面的傳播以及最終聲音發(fā)射到空氣中。5.2聲源磁致伸縮是鐵磁材料在磁密(磁感應強度)變化時觀察到的尺寸變化。在電工鋼鐵芯中，當磁密為。圖2表示某牌號鐵芯片在五種不同的磁密下的磁致伸縮與磁密的關(guān)系曲線。圖中每個回環(huán)曲線表示為50Hz時尺寸的變化與磁密Bmx的對應關(guān)系?！狟mv=1.8T---Bmx=1.6T—B=1.2T圖2某牌號鐵芯鋼片施加50Hz交流時最大磁感應強度Bm..從1.2T～1.9T之間變化時完整循環(huán)狀態(tài)下疊片長度的相對變化曲線注：鐵芯片機械應力對磁致伸縮有嚴重影響。5磁密/T磁密/TGB/T1094.101—2023這種尺寸變化與磁密的極性無關(guān)，只與其幅值和其材料結(jié)晶軸之間的相對方向有關(guān)。因此在正弦明顯是非線性的。非線性將在鐵芯振動頻譜中引起明顯的諧波分量。圖3表示當Bmx=1.8T、頻率為50Hz的磁致伸縮曲線。尺寸變化的頻率是勵磁頻率的變壓器鐵芯發(fā)出的聲音與振動的速度有關(guān)，即與磁致伸縮(圖3中的點劃線)變化的速率有關(guān)。這導致了頻率為兩倍勵磁頻率的基波中諧波(畸變)的放大。在頻譜中將會看到一些等于勵磁頻率偶數(shù)倍的頻率。此時，兩倍于勵磁頻率的基波分量成分很少作為A計權(quán)聲波最重要的頻率分量。時間/ms(光滑線)和疊片長度隨時間相對變化的曲線(點劃線)負峰值磁密對應的磁致伸縮峰值有明顯差異，見圖4的磁致伸縮回環(huán)曲線。磁密/T振動模式每個周期(50Hz系統(tǒng)中即20ms)就會重復，在勵磁頻率下顯示出磁致伸縮(見圖5)。聲譜中奇次諧波的出現(xiàn)明顯地表明了勵磁中直流偏磁的存在。6磁密/1伸縮率/(μm/m)磁密/1伸縮率/(μm/m)時間/ms(光滑線)和疊片長度隨時間相對變化的曲線(點劃線)勵磁涌流和剩磁效應消失且聲級穩(wěn)定。直流偏磁電流與空載電流方均根之比，對于預測因直流偏磁電流導致的聲功率增加是一個重要的參數(shù)。在許多大型電力變壓器上已經(jīng)對直流偏磁電流與空載電流方均根之比與聲級增加的關(guān)系進行了測量。圖6列出了其中的一組數(shù)據(jù)。圖6聲級增加值與繞組中直流偏磁電流的關(guān)系變壓器和電抗器繞組的負載電流產(chǎn)生以勵磁頻率振蕩的磁場。其結(jié)果是產(chǎn)生作用在繞組的軸向和7GB/T1094.101—2023輻向上的電磁力。這些力的幅值取決于負載電流和磁場的幅值，而磁場本身是負載電流的函數(shù)。因此繞組中的電磁力與負載電流的平方成正比，同時其頻率是勵磁頻率的兩倍。繞組振動的幅值取決于導體與電氣絕緣材料的彈性特性以及機械本征頻率(繞組固有頻率)與振動頻率的接近程度。在繞組卷制緊密而又緊固良好的情況下，在正常運行電流產(chǎn)生的位移范圍內(nèi)絕緣材料的彈性特性幾乎是線性的。而金屬材料本身具有良好的線性特性。因此諧波振動通常是很小的，繞組的振動頻譜(見圖7)主要是基波頻率(兩倍于勵磁頻率)的。繞組位移及其振動速度與電磁力成正比，而電磁力與負載電流的平方成正比。振動體發(fā)射的聲功率與振動速度的平方成正比(見5.4)。因此，繞組振動產(chǎn)生的聲功率隨負載電流的四次方而變化。率之差分量的合成。這些諧波電流下的聲譜對變頻率/Hz圖7負載電流引起的典型聲譜運行中變壓器的雜散磁通與繞組及其相連的引線有關(guān)。應通過控制雜散磁通來減少渦流損耗，以避免油箱等固定金屬結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)過熱。有以下三個可行的途徑控制雜散磁通：——采用電工鋼疊片制作的磁屏蔽將漏磁通導引入可控路徑，這些導引部件通常稱為磁分路或油箱磁分路；雜散磁通控制措施的安裝方法可能會影響聲功率級。8引起繞組振動力。盡管可明確地定義電動力，但繞組結(jié)構(gòu)的振動聲發(fā)射面積的大小和發(fā)射效率決定了聲功率。聲功率由繞組輻向振動的幅值決定(因繞組代表了發(fā)射面的主要部分)。繞組軸向振動和其他部分對總的聲功率的影響通常較小。 產(chǎn)生的周期性位移是主要的噪聲源。這種力機械地作用于整個電抗器磁回路，導致噪聲頻譜主要是兩倍勵磁頻率及其前幾個低次諧波。磁致伸縮、繞組振動和雜散磁通控制措施也是造成聲功率的原因。5.2.5變壓器和電抗器繞組中諧波電流的影響正如8.6所指出的，電力電子設備是一個諧波電流源。其對總的聲功率級的影響是明顯的。諧波電流頻譜(輻值和相位)應由電力電子設備的用戶或制造方確定，以預估設備實際運行的聲功由繞組中的諧波電流產(chǎn)生的附加噪聲的理論和工程實踐的詳細信息參見附錄A。變壓器和電抗器發(fā)射的聲功率取決于所有頻率下的電流，但通常只有電流頻譜中的基波或最顯著的諧波電流起主要作用。由諧波電流引起的附加聲功率可通過下列兩種不同的方法來確定：——用單個頻率激勵和測量(通常適用于特殊電抗器，如濾波電抗器);——通過計算單個頻率的貢獻。因為工頻電流試驗和其他頻率的電流試驗通常不能同時施加，變壓器和電抗器可能需要先后進行果確定為I?、I?、I?,則由這些電流可推導得到下列聲級分量：電流幅值電流頻率f?f?f?聲波頻率2f?2f?f?、f?、f?是變壓器或電抗器方均根值為I?、I?、I?的電流的頻率。通常f?為工頻，f?、f?為電流譜中起顯著作用(作用明顯的諧波)的電流的頻率。上述分量中變壓器或電抗器的電流對如I?和I?,因相互作用產(chǎn)生兩種附加頻率成分。電流對的幅值(2I?I?)0.5電流對的頻率(f?+f?)/2電流對的聲波頻率f?+ff:-f?應將所有諧波電流和電流對中具有相同頻率的電流相加，得到該頻率下的試驗電流。為保證總和下列分量以便得到試驗電流。9貢獻幅值貢獻頻率聲波頻率If?2f?(21?I?)0.3(f?+f?)/2f?+f?(2I?I?)0.3(f?-f?)/2f?-f?(2I?I?).5(f?+f?)/2f?+f:(2I?I?)0.5(f?-f?)/2f?-f1注意諧波本身、諧波電流對的頻率和以及頻率差的諧波通常對發(fā)射的聲功率沒有顯著的影響。有當對上述電流分量I?、I?、I。應用SRSS方法時，可根據(jù)包括勵磁頻率f1和有顯著影響的頻率為f?、f?(f?和f;通常為5次諧波和7次諧波)的典型電流譜導出如下的試驗電流：試驗電流幅值試驗電流頻率聲波頻率Iir=(I?I?)0-f1I?r=(2I?I?)0.(f?-f?)/2f?-f?I?r={[(2I?I?)2+(2I?I?)2]0.5}0.5(f?+f?)/2=(f,-f?)/2f?+f?I?r=(2I?I?)0.5(f?+f?)/2fa+f?如果由于試驗室的限制不能施加諧波頻率f,的全試驗電流時，則可施加降低的試驗電流，然后全試驗電流下的聲功率可通過基于GB/T1094.10—2022中公式(7)推導出來，見公式(3):…………(3)式中：L——全試驗電流I-條件下諧波頻率為f,的聲級；總的聲級用公式(4)計算：…………(4)式中：Lto——總的聲功率級；L,——單個試驗諧波成分i的聲功率級。注：由于沒有試驗設備，上述諧波試驗電流的試驗通常不適用于電力變流變壓器(如工業(yè)用和高壓直流輸電用變壓器)。a)應用(I/I?)2計算由諧波I。引起的頻率分量為2f。的力的相對幅值。b)應用(2I?Im)/I?2計算一對諧波電流對I、Im引起的頻率為(fm+fn)和(fm-fn)兩個分量的力的相對幅值。c)用給定的相位關(guān)系將每種頻率的所有相對力相加。如果不可行，則可考慮采用統(tǒng)計方法d)采用對數(shù)方法處理每種頻率下由力引起的繞組位移的動態(tài)響應(考慮繞組傳遞函數(shù))。e)將每種頻率成分的力分量轉(zhuǎn)換為相對于基準力的對數(shù)值。f)將角頻率轉(zhuǎn)換為相對于基頻的對數(shù)值。g)對每種頻率的發(fā)射效率相對于基本發(fā)射效率取對數(shù)。h)對每種頻率應用A計權(quán)(相對基本頻率A計權(quán))。GB/T1094.101—2023i)對以dB(A)表示的從d)～h)的所有分量求和得到總的聲功率級增加值。風扇發(fā)出噪聲的原因是由于空氣的湍流導致的較寬頻率范圍的壓力波動，其噪聲主要頻段在5.2.7油泵噪聲油泵噪聲和油流通常不會明顯地影響變壓器的聲功率，除非是很高的流速或是對極低噪聲的變壓器。異常的油泵噪聲可能是由于旋轉(zhuǎn)方向不正確導致的。5.2.8聲源的相對重要性基于經(jīng)驗數(shù)據(jù)，對于是否需要在負載條件下進行聲級測量的粗略的估計見GB/T1094.10—2022中的公式(5)和公式(6),并指出了結(jié)果的重要性。聲學的一般原則是，當一個聲級比另一個聲級低于10dB以上時，則它對總聲級(兩個聲級和)的貢獻可忽略。對于低噪聲變壓器設計或帶有外殼(隔聲罩或防護罩)的變壓器，由于冷卻設備的聲功率相對影響更大，因此在一定環(huán)境下可考慮采取無風扇冷卻方式(ONAN、ODAN)。磁路、繞組、油箱和隔聲罩(如果需要)都是具有各自固有振動頻率的機械構(gòu)件。如果激勵力中某個頻率等于構(gòu)件固有頻率，則可能使該頻率下的振動值出現(xiàn)明顯放大的跡象。因此在產(chǎn)品設計階段就要設法消除共振現(xiàn)象，或者采取足夠阻尼措施控制振動幅度。在液浸式變壓器中，來自鐵芯和繞組的振動通過鐵芯和繞組裝配的支撐結(jié)構(gòu)件以及不可壓縮的液體傳遞到油箱。如果將絕緣液體換成氣體，例如對于帶外殼的干式變壓器或SF變壓器，則振動發(fā)生取決于器身的結(jié)構(gòu)支撐。油箱內(nèi)部鐵芯支撐結(jié)構(gòu)件下面的隔振件能減少振動向油箱的傳遞，因此能夠減少發(fā)射的聲功率。油箱或外殼下面的隔振件能減少振動向基礎的傳遞。這些隔振件目的在于減少振動傳遞，但不能明顯地影響變壓器本身的聲功率。在一些應用中，結(jié)構(gòu)振動的傳遞可能足夠明顯地引起支撐結(jié)構(gòu)問題，例如變壓器安裝在建筑物里邊或海上平臺上。同樣的，安裝在某一基礎的變壓器可能會引起安裝在同一基礎較遠位置的其他建筑出現(xiàn)問題。發(fā)射到遠場的聲功率方均根值與振動速度的平方、聲發(fā)射表面面積以及表面的聲發(fā)射效率有關(guān)，見公式(5):W=pocSow2x2 GB/T1094.101—2023poc——表示空氣中的聲音阻抗；5.5聲場特性變壓器聲發(fā)射主要由箱體的彎曲波引起。參考圖8.從中可看到油箱周圍的聲發(fā)射是不均勻的。模式。圖831.5MVA變壓器的100Hz聲壓場(彩色)及沿測量路徑的聲強矢量仿真6測量原理需要知道變壓器的聲功率級，以便預測其運行時的聲級。聲功率級不能直接測量，應通過直接測量變壓器周圍的聲壓或聲強來確定。根據(jù)GB/T3768—2017,聲功率估算基于包絡原理，由于安全原因油箱蓋不能接近而采用修正的方式。變壓器油箱周邊所測得的平均聲級假設能外推至油箱蓋。外推法通過應用GB/T1094.10—2022中給出的測量表面積公式(8)來完成。在這個公式中，為了對油箱蓋發(fā)出噪聲提供一定的靈敏度，同時近似保持包絡原理，測量高度應向上增加，增加值等于測量距離。6.2A計權(quán)人的聽力取決于頻率。A計權(quán)的靈敏度最高頻率約在2kHz～3kHz,在較低或較高的頻率下靈敏度會降低。A計權(quán)聲級已表現(xiàn)出它與人對聲音的主觀響應有良好的相關(guān)性。且也表現(xiàn)出它與其他計權(quán)對比中的一致性。這一事實使它成為國家標準和國際標準優(yōu)先采用的標度，在變壓器聲級測量中得到廣泛的應用。A計權(quán)函數(shù)A(f)參考GB/T3785.1給出，見公式(6):…………(6)圖示見圖9。o頻率/Hz圖9由函數(shù)A(f)導出的A計權(quán)圖上述曲線是連續(xù)函數(shù)，在可聽范圍內(nèi)對單個頻率(而非頻段)是有效的。在任何頻段濾波前，應對分析器的輸入信號進行計權(quán)(當選用時)。如果測量時沒有選擇計權(quán)，則在應用基于測量頻段的后計權(quán)時宜多加注意，因為頻段計權(quán)只對頻段中心頻率是正確的。如果音調(diào)遠離頻段的中心頻率就會產(chǎn)生誤差。在極端情況下，當音調(diào)接近頻段邊表1提供了變壓器基波和諧波音調(diào)的A計權(quán)值。表11次～15次變壓器音調(diào)的A計權(quán)值50Hz勵磁60Hz勵磁頻率HzA計權(quán)值頻率HzA計權(quán)值—19.1—16.7—10.8—9.1—7.1—5.6—4.8—3.5—3.2—2.2—2.2—1.3—1.4—0.6—0.8—0.1—0.306.3聲級測量方法6.3.1概述 (7)式中的pec為介質(zhì)的聲阻抗，聲音通過該介質(zhì)傳播。在空氣中標準大氣壓和溫度條件下，p=412kg/(m2·s)。對于給定的基準值I。和P?(I?=10-12Wm2、po=20×10-?Pa),大多數(shù)情況下項10×1g與GB/T1094.101—2023L,相比很小(在空氣中溫度為22℃、大氣壓為1.013×10-?Pa的環(huán)境條件下該項的值為0.13dB)。數(shù)值相同。6.3.2聲壓法實際試驗環(huán)境通常與理想自由場有明顯區(qū)別。變壓器聲壓測量通常受如下所述的負面影響。因此，試驗測量需要基于GB/T1094.10—2022中11.2描述的試驗環(huán)境的聲學特性進行修正。離開試品發(fā)射表面的聲壓波將會從試驗室的地板、墻面和其他物體反射回來。反射聲波會對試品所發(fā)出的聲波進行相長干涉。在有些情況下，可能會出現(xiàn)駐波。在駐波存在區(qū)域測量聲壓時會使聲功率估計過高。因為無法校正這種影響的測量結(jié)果，因此宜通過適當放置試品位置以避免或減少駐波(見6.2和GB/T1094.10—2022的11.1.1)。實際試驗環(huán)境經(jīng)常受諸如生產(chǎn)過程、試驗發(fā)電機和勵磁中的試驗變壓器等外來聲源的影響。這將會使試品的聲壓級測量值增大。聲壓測量無法區(qū)分有功聲場和無功聲場。近場效應往往會增加聲壓級測量值。從圖10可看出，上述干擾對聲壓的影響可最小化但不能完全消除。GB/T1094.10—2022中第8章規(guī)定的標準測量距離是根據(jù)以往經(jīng)驗確定的折中值。B——近場聲源壓力干擾；圖10試驗環(huán)境中影響聲壓的干擾分布圖6.3.3聲強法聲強是矢量，它能指示聲音傳播的方向，因此可將進入或離開圍繞試品測量表面的聲功率區(qū)別開來。這一特性允許在非理想環(huán)境中進行測量而無需修正，聲強幅值是聲壓和速度之積的時間平均值。如前所述，單個傳聲器可測量聲壓，但測量速度是很復雜的。速度與聲壓梯度(相當于瞬時聲壓隨距離的變化率)有關(guān)。速度測量的原理是基于牛頓第二定律在空氣中的應用。牛頓第二定律表示了某一物體的加速度與加速度對時間進行積分，即可求出其速度。式中的a是密度為p的空氣壓力變化δp通過距離δr引起的加速度。對公式(9)積分，速度u由公式(10)給出： (10)可使用兩只相距較近的傳聲器A和B來測量此壓力梯度。兩只傳聲器用一塊長度為△r的定距柱隔離(見圖11)。參照公式(10)的有限差分近似值，當分別測得它們的壓力值為pA和ps時，用它們之間的壓力差除以距離△r便可得到壓力梯度。標引序號說明：A和B——傳聲器；C——長度為△r的定距柱。圖11傳聲器布置將壓力梯度信號積分，得到了如公式(11)所示的時間平均速度u:聲強等于傳聲器對中間的聲壓與時間平均速度之積，見公式(12):這是聲強測量設備中信號處理的基本原理。 (11) (12)聲強法理論上能消除上述討論的干擾，但在實際試驗環(huán)境下其應用仍然有限制。當兩個傳聲器之間的壓力差(PA-Pb)與聲壓幅值(PA+Pg)/2相比較小時，壓力梯度的確定是不準確的。這一影響的指標可通過來自試品的包含干擾的未修正的聲壓級與來自試品的聲功率發(fā)射的聲強級之差來得出，試驗表明聲強測量準確度與按公式(13)所計算的差值△L密切相關(guān)，此差值也被稱為P-I指數(shù)：△L=LA-LIA0 (13)所有類型的干擾對P-I指數(shù)都有影響，并且干擾越大，P-1指數(shù)也越大。P-I指數(shù)越大，低估聲強級的趨勢越高。因此，應限制P-I指數(shù)的最大允許值，以確保測量質(zhì)量(見GB/T1094.10—2022的11.3.5)。同時也要注意在這種情況下聲壓是被高估了。離開試品發(fā)射表面的聲壓波將會從試驗室的地板、墻面和其他物體反射回來。由于聲強探測器對聲音傳播方向很敏感，所以聲強測量通常不受反射的負面影響。注：在高度適合或完全擴散的聲場(例如在隔音罩)中，聲強接近零，且P-I指數(shù)很高，測量無效。在試驗室宜通過仔細調(diào)整試品的位置來避免或減少駐波的出現(xiàn)，見7.2和GB/T1094.10—2022的11.1.1。在駐波發(fā)生的位置，因為聲壓和速度不同相，測量設備測量的聲強接近于零。因此相應的聲強級將降低，這可由高的P-I指數(shù)體現(xiàn)出來。實際試驗環(huán)境經(jīng)常受諸如生產(chǎn)過程、試驗發(fā)電機及其他勵磁的試驗變壓器等外來聲源的影響。圖12表示這樣一種環(huán)境下，有一個穩(wěn)定的背景噪聲從左到右通過試品傳播。GB/T1094.101—20230O空心圓———傳聲器對中的傳聲器A;實心圓——傳聲器對中的傳聲器B。圖12穿過試驗區(qū)域的背景噪聲和試品發(fā)射的噪聲示意圖沒有問題。在試品頂部或底部(長邊)影響更為嚴重，因為兩個傳聲器由于背景噪聲而增加了相同的絕對聲壓。只有沿試品周圍整個(封閉)測量路徑進行空間平均測量導出的P-I指數(shù)才能說明這一點。強級下降，這是明顯不能接受的。同時P-I指數(shù)值增加。在GB/T1094.10—2022中11.3.5所述的按GB/T1094.10—2022中11.3.1所述，聲強法要求測量表面以及測量路徑完全包圍試品。雖然某點的聲強和P-I指數(shù)對于識別有噪聲發(fā)射問題的位置也是有價值的，但是為估算聲功率和相應的聲強法涉及的是聲音的本質(zhì)，這反映在無需修正的事實上。如果P-I指數(shù)(GB/T1094.10—2022進行仔細考慮和評估，并通過后續(xù)實踐檢驗而得出。此經(jīng)驗也表明在該限值之內(nèi)的基于聲強測量的聲如果P-I指數(shù)大于4dB的基本限值，聲強法則有低估聲功率的趨勢，而聲壓法則有高估聲功率的趨勢。在這種情況下，應按GB/T1094.10—2022中11.3.5所述假定報告的聲強級比測量的聲壓級低GB/T1094.10—2022中11.3.5給出的P-I指數(shù)上限值8dB可作為試驗環(huán)境的最低質(zhì)量要求。如果上述條件都不能滿足，例如P-1指數(shù)超過8dB,或應用聲壓級估算聲功率較高，則可選擇諸如采用窄帶測量或時間同步測量等方法。6.4頻帶信息標準中默認的帶寬為1/3倍頻程。工業(yè)應用通常使用這個帶寬，聲級計一般都有此功能。此帶寬GB/T1094.101—2023為了測量變壓器單個基波和諧波噪聲，有必要選擇適當?shù)恼瓗нM行測量。當某個音調(diào)處于兩個相對于50Hz系統(tǒng)，上限到600Hz的音調(diào)都與1/3倍頻程的頻帶符合得很好。對于60Hz系統(tǒng)，情況就不同了。例如60Hz系統(tǒng)的3次諧波位于400Hz頻段的下限，因此一部分音調(diào)的能量在315Hz頻帶中。為了確定跨越兩個相鄰頻帶的音調(diào)的幅值，應將這兩個頻帶的聲級求和或采用圖13描述了關(guān)注的音調(diào)及相應的1/3倍頻程和1/1倍頻程。對多數(shù)變壓器和電抗器而言，主要音調(diào)通常不超過6次諧波。.1/3倍頻程邊界1/1倍頻程邊界×50Hz變壓器特征音調(diào)X60Hz變壓器特征音調(diào)頻率/Hz圖1350Hz和60Hz系統(tǒng)中1/1倍頻程和1/3倍頻程的變壓器音調(diào)強迫風冷設備和油泵的噪聲具有寬頻特性，有時存在某些音調(diào)成分，用1/3倍頻程測量通常是適合的。還有頻率分辨率更高的測量系統(tǒng)，例如1/12倍頻程系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)，其將每個1/3倍頻程再分為四除背景噪聲中不希望出現(xiàn)的噪聲信號。對于聲功率評估，可只考慮有試品特征音調(diào)的頻帶。這一方法使用窄帶測量的風險是噪聲能量可能會在相鄰兩個頻帶上。因此當評估窄帶測量的結(jié)果時，宜考慮來自相鄰頻帶的影響。間要按照測量設備說明書進行。窄帶測量通常采用兩種技術(shù)。———采用數(shù)字濾波器技術(shù)作為并行實時濾波器。其中1/n倍頻程測量使用恒定百分數(shù)帶寬(cpb)的對數(shù)刻度的頻譜，例如1/3倍頻程帶寬對應于23%頻帶中心頻率，1/12倍頻程帶寬對應于6%的頻帶中心頻率?！焖俑盗⑷~變換(FFT)技術(shù)使用恒定帶寬的線性刻度的頻譜。建議測量帶寬選為10Hz或更影響音調(diào)落入的頻帶的測量值。如果特征音調(diào)只包含在個別頻段中，則這種現(xiàn)象是明顯無影現(xiàn)代設備給出的總聲級要對此作出處理。中帶有強迫風冷卻設備的變壓器和干式空心電抗器，標準測量距離規(guī)定為2m(見GB/T1094.10—2022的第8章),這些是由下列原因而確定的最佳值。兩種因素決定了對于運行中的強迫風冷卻設備采用2m的測量距離。更多關(guān)于湍流影響聲場的信息參見GB/T16404.1—1996的附錄C和GB/T16404.2—1999的附錄C。GB/T1094.101—2023GB/T1094.10—2022的第9章將步行測量最大速度設定為1m/s。操作者可將速度設定為下也可能發(fā)生過1m之內(nèi)聲壓級變化達到16dB的情況，特別是負載電流(見圖14)下的聲級測量。對步行測量提供的是空間平均測量值，處理了上述提到的變化。逐點測量通過規(guī)定傳聲器間隔為測量高度：1/3油箱高度和2/3油箱高度測量路徑長度：25.7m時間/s注：對于聲強測量，因為聲強的方向在某些位置有可能變?yōu)樨撝?，因此記錄的信號將更加復雜。20GB/T1094.101—20237聲級測量的注意事項7.2避免駐波影響的試品放置聲壓測量時，駐波會導致聲功率的高估。而在駐波區(qū)域進行聲強測量時又會導致聲功率的低估。因此建議試品應按圖15放置。C——試驗室的反射面；的測量性能。如果采用手持方式而不使用支架，則操作者要避免身體的反射。通常是通過不將測量設備布置在泡沫防風罩在清潔環(huán)境中的正常壽命一般在五年左右，但是大氣環(huán)境的污染可能將其壽命大幅縮短為數(shù)月。為避免對聲級測量的影響，老化的防風罩應更換。老化的跡象是失去彈性和脆性。骯臟和發(fā)粘的防風罩也應更換。拍打傳聲器電纜對聲級測量有不利影響。頻率在500Hz～1250Hz范圍內(nèi)波動的聲級分量是典型的由對電纜拍打造成的。測量時是否采用較長的支架也有可能影響測量。將傳聲器電纜固定在支架上或更理想的將其固定到支架內(nèi)可減輕影響。21GB/T1094.101—2023聲源應盡可能降低。如果不能降低該噪聲的影響，則宜考慮采用逐點測量。另外可將測量路徑分成幾個更小的路徑段，以便在這些路徑段中以固定的速度移動傳聲器而無需邁步。得到各段的測量結(jié)果后再合成最終結(jié)果。這通常適用于小型變壓器。應理解校準程序并認真執(zhí)行： 聲校準器本身需要按照質(zhì)量保證(QA)程序進行嚴格的試驗室校準——傳聲器/聲強計探頭的校準應按照制造商的要求進行；——校準時應帶有延長電纜(只要是試驗時用到的)。7.4聲強法傳聲器定距柱的選擇當采用聲強法時，選擇一個適合測量頻率范圍的定距柱(見圖11)是必要的。聲強測量理論所做的假設規(guī)定了準確測量的上限頻率——定距柱越小，可測量的頻率越高。而分析系統(tǒng)的相位失配則產(chǎn)生操作者應參考測量設備制造商的產(chǎn)品手冊，為每次測量確定合適的定距柱長度。原則上，50mm長的定距柱典型用于變壓器和電抗器低頻(約63Hz～1250Hz)聲級的測量，12mm長的定距柱用于冷卻設備高頻(約250Hz~5000Hz)聲級的測量。然而，通常在一個試驗室中一般只用一個長度的定這樣是可接受的。7.5裝有擋聲板時的測量當變壓器油箱只有部分區(qū)域(通常是除油箱頂部以外)裝有擋聲板時，不能再假定聲能均等地沿各個方向輻射。因此近似公式S=(h+x)l。對于標準測量距離1m將會是無效的，并會低估發(fā)射到遠場的聲能。對于擋聲板完全覆蓋油箱壁(擋聲板與油箱之間的間隙封閉)但箱蓋裸露的油箱，使用聲強法評估發(fā)射聲功率的一個方法是按照GB/T1094.10—2022進行兩次測量，一次安裝擋聲板的測量和一次不安裝擋聲板的測量。不安裝擋聲板的測量代表沒有覆蓋擋聲板的區(qū)域，而安裝擋聲板的測量則代表覆蓋擋聲板的區(qū)域。在適當?shù)臏y量距離下計算相關(guān)區(qū)域的部分聲功率?？偟穆暪β始壸罱K由部分聲功率級的對數(shù)相加得出。代表完整的變壓器表面。按本文件在不小于1m的測量距離處，采用聲壓法通過一次測量就可很好的估計聲功率級。該方法也可用于油箱壁被完全覆蓋但箱蓋裸露的情況。第一種情況(擋聲板完全覆蓋油箱壁)利用了聲強探頭的方向靈敏度，而第二種情況(擋聲板部分覆蓋油箱壁)方向靈敏度將會導致誤差。電抗器試驗需要向電抗器提供滿容量電源。特別是電壓常導致電源變壓器發(fā)出較高的聲級，從而源變壓器的聲功率級。可能需要在現(xiàn)場進行聲級測量。這應在合同里注明或者由制造方與用戶協(xié)商確定?；蛘邔τ诰哂写呕厥羌僭O三個聲源是不相關(guān)的而得到的總聲級近似值，因此這可能與三相同時運行的情況不符。采用該22GB/T1094.101—2023近似方法應在投標階段予以確認。8工廠試驗與現(xiàn)場聲級測量的差異8.1概述為保證試驗的可重復性，工廠測量都是在聲級測量標準規(guī)定的受控條件下進行。而在現(xiàn)場測量壓和電流諧波，電網(wǎng)電壓的不對稱，其他設備距離較近，變電站及架空線電暈等。氣象條件雖不能控上述及其他因素的影響見8.2～8.9的詳細描述，用戶在規(guī)定變壓器聲級以及需要對現(xiàn)場所測出的當變壓器在現(xiàn)場合閘投運時，其聲級可能因直流偏磁暫時增加。這種影響可能持續(xù)幾分鐘、幾小8.2運行電壓在實際運行情況下，電網(wǎng)電壓變化可能達到士10%,因此鐵芯磁密和聲功率級也會發(fā)生變化。根據(jù)變壓器設計，預期的聲功率級與工廠試驗結(jié)果的偏差可高達5dB,甚至高達10dB。運行中的負載電流在空載與過載狀態(tài)之間變化。在這兩種極端情況之間，由負載電流導致的聲功率級將按照GB/T1094.10—2022的公式(7)發(fā)生變化。該公式未考慮負載電流引起的磁屏蔽(如油箱磁分路)中出現(xiàn)的漏磁飽和的影響。這種情況可能出現(xiàn)在過負載條件下。對于將空載聲功率級設計得較低的變壓器而言，負載情況對總的聲功率級有明顯的影響。此外負載電流還會改變變壓器阻抗的內(nèi)部電壓降(見8.4)。這將影響鐵芯的磁感應，并引起變壓器鐵芯聲功率級的變化。在測量運行中變壓器的聲級時，應記錄每個繞組的電流、電壓和分接位置(如果可能),以便了解鐵芯各部分的勵磁水平和繞組的負載情況。由于負載電流引起的聲功率級與驗收試驗報告中的數(shù)值有所區(qū)別?？赡苄枰c用戶協(xié)商在第三繞組開路的情況下單獨進行聲功率級測量。在工廠內(nèi)，空載聲功率級和負載聲功率級的測量是分別進行的。通過對這兩種聲級的相加來預測試品總的聲功率級。這是通過假設鐵芯和線圈的振動不相關(guān)得到的。的疊加而改變。電壓和負載電流之間的相角會導致現(xiàn)場測得的聲功率與工廠內(nèi)預測的聲功率有很小的23GB/T1094.101—20238.5運行溫度由于電網(wǎng)在恒定的電壓運行，并且諧波干擾被限制在一定水平，將在很大程度上保持正弦電壓波形，從而對變壓器的空載聲級僅有很小的影響。這也適用于些高頻下通過A計權(quán)的衰減比100Hz或120Hz基頻要少，因而對總的聲功率級的影響可能是很明顯的。見5.2.5和附錄A。當電力電子變流器的額定值接近變壓器的額定值時，諧波電流干擾變得越發(fā)明顯。這適用于下列8.7直流偏磁即使是如5.2.1所述的中等程度直流偏磁的變壓器鐵芯也會導致變壓器聲級明顯的增加。變壓器電子設備在電力系統(tǒng)和工業(yè)系統(tǒng)中的大量使用，導致直流偏磁的來源可能持續(xù)增加。例如高壓直流輸電系統(tǒng)單極運行時接地極回路產(chǎn)生的直流電流進入變壓器中性點并擴散至周圍的交流電網(wǎng)。另一個引起直流或準直流的來源是包括陰極保護系統(tǒng)等的電化學設備。中等程度的直流電流也可能通過與VSC換流器相連的變壓器的非對稱切換而產(chǎn)生。如果交流和和直流線路并行(由同一個桿塔支撐),則結(jié)果是會有小部分雜散直流電流流入交流線路。對于與較長輸電線路連接的變壓器，地磁暴可能引起所謂的地磁感應電流(GIC),也能夠?qū)е聡乐刂绷鞲魯嘌b置能夠減輕直流電流對特定變壓器的影響，但這又會將8.8剩磁效應剩磁對空載聲級的影響和直流偏磁電流相類似。在工廠進行聲級測量試驗前，要特別注意確保來自沖擊試驗(主要是操作沖擊)或電阻測量后所產(chǎn)生的剩磁已消除。需要幾天。8.9由反射引起的聲級附加值24GB/T1094.101—2023些反射將會對測量產(chǎn)生不利影響。在反射面(特別是在變壓器與大的反射面之間)前面的位置進行測量將會得到較高的聲壓級。有效的聲級測量是不可能的。如果是在全封閉的環(huán)境中或在室內(nèi)，則可按照GB/T1094.10—2022的11.2.5中的環(huán)境修正系數(shù)K對聲壓級的附加值進行評估。在這種情況下K超過7dB的限值也是可接受的。8.10帶有飽和電抗器的變流變壓器通常在工廠對帶有飽和電抗器的變流變壓器，無法對電抗器按運行的情況(如施加額定直流電流時)進行聲級測量。工廠試驗期間施加的交流電流會使飽和電抗器在兩個方向上都經(jīng)歷強烈的飽和。這種飽和會產(chǎn)生特定的可聽噪聲，該噪聲通常會大大超過變壓器本身的聲級保證值。鐵芯作為飽和電抗器的主要運行部件，它是噪聲源。當變壓器施加交流電流時，電抗器鐵芯進入飽和狀態(tài)，飽和電抗器鐵芯中伴隨的磁通會嚴重畸變，并導致較高諧波頻率的振動分量占主導地位，該振動分量主導了所測量的變流變壓器的聲級。因此，在這種條件下測得的變流變壓器的聲級明顯高于同容量的普通變壓器的聲級。帶有飽和電抗器的變流變壓器由于負載電流而產(chǎn)生的運行聲級通常由變流器產(chǎn)生的電流諧波決定(見附錄A)。但是在正常運行條件下，飽和電抗器還是會產(chǎn)生較高頻率的聲音分量。目前沒有可靠的方法來計算飽和電抗器的聲級。(資料性)因繞組中諧波電流引起的聲級A.1諧波電流引起的繞組電動力的理論推導電流i(t)由基波分量(1次)和諧波分量(n次)組成，見公式(A.1):i(t)=i,sin(wt)+i,sin(i(t)=√2ijsin(wt)+√2i,sin(n(wt)+φn)式中：w=2πf——基波角頻率；f——基波頻率(例如50Hz); φ—與n次諧波電流對應的相位角。繞組中的力F引起振動并最終導致發(fā)出聲音，它與電流的平方成正比，見公式(A.2):F～i(t)2=2[ijsin(wt)+i,sin(n(ot)+g.)]2=2[i?2sin2(ot)+i,2sin2(n(ot)+gn)+2i?i,sin(wt)sin(n(wt)+φn)]………(A.2)用下列變換：公式(A.2)變?yōu)椋篎～i(t)2=(i+i?)-[iicos(2ot)+i,cos(2n(wt)+2φ,)]+2i?i,[cos((n—1)×(wt)+φn)—cos((n+1)×(wt)十φn)]……………(A.3)公式(A.3)中的第一項與時間無關(guān)，描述了一個靜態(tài)力，不會引起繞組振動和聲功率。表A.1描述了公式(A.3)中引起繞組振動和相應聲功率的力的分量。表A.1諧波電流引起的繞組電動力的分量聲頻率幅值r.m.s.相位角引起振動的原因基波電流基波電流與諧波電流(低次間諧波)共同作用基波電流與諧波電流(高次間諧波)共同作用180°+2φ.n次諧波電流聲頻率的最后一個分量(兩倍n次諧波頻率)對聲級增加的影響較小。這是由于與基波電流相當電流頻譜除了基波電流外還包括不止一個諧波(如：5次、7次、11次和13次諧波)時，實際上僅考慮涉及基波電流在內(nèi)的力的分量就足夠了。26電流電流puA.2B6換流橋引起的典型電流頻譜中的力的分量于角結(jié)和星結(jié)繞組幅值是相同的，但相位角是不一樣的。兩種情況的數(shù)據(jù)見表A.2所示，其中也包括了假設相位關(guān)系未知的第三種情況。表A.2中給出的星結(jié)和角結(jié)繞組的電流頻譜的電流波形見表A.2B6換流橋引起的電流頻譜諧波電流角結(jié)繞組星結(jié)繞組未知相位關(guān)系次數(shù)頻率電流幅值p.u.電流相位角電流幅值p.u.電流相位角電流幅值p.u.電流相位角1次未知5次250Hz0.2000.2000.200未知7次350Hz0.1430.1430.143未知11次550Hz0.0910.0910.091未知13次650Hz0.0770.0770.077未知17次850Hz0.0590.0590.059未知19次950Hz0.0530.0530.053未知10電流星結(jié)繞組相位角/()電流角結(jié)繞組102002500圖A.1表A.2中給出的星結(jié)和角結(jié)繞組的電流頻譜的電流波形27GB/T1094.101—2023對表A.2的電流頻譜應用A.1所揭示的理論可估算每個聲頻引起的繞組力。從這些數(shù)值中可導出一系列等效試驗電流。這些試驗電流與提供的電流頻譜產(chǎn)生的繞組力相同，因此在測量每個頻率的表A.3展示了包括了基波電流的所有分量的力和試驗電流的計算結(jié)果，這些分量對于聲級的增加有顯著影響。用戶可能會要求通過將計算延伸到諧波和諧波對來證實其重要性。表中的電流頻譜以表A.3試驗電流和力分量計算噪聲諧波頻率Hz諧波電流次數(shù)次諧波力幅值p.u.相位角、力、試驗電流、試驗順率電動力按照SRSS計算：F=[(21,I?)2+(21I?)]1/試驗電流：i=F.2角結(jié)繞組星結(jié)繞組未知相位關(guān)系1F?=1.000.ir=1.000.50Hz2×0.200×1.000=0.400F?=0.400,ir=0.632.100Hz2×0.200×1.000=0.4002×0.143×1.000=0.2869s=0°差F.=0.114.ir=0.338.9=0°和F?=0.686,it=0.828.SRSSF?=0.492.=0.701.2×0.143×1.000=0.286F?=0.286,i=0.535.200Hz2×0.091×1.000=0.182F?=0.182,is=0.427,250Hz2×0.091×1.000=0.1822×0.077×1.000=0.1549u=0°u=0°差F,=0.028,iar=0.167.和F,=0.336,SRSSF?=0.238.=0.488.2×0.077×1.000=0.154F,=0.154,i=0.392,350Hz2×0.059×1.000=0.118Fa=0.118,isr=0.344,400Hz2×0.059×1.000=0.1182×0.053×1.000=0.1069=0°91=0°差F,=0.012,igr=0.110,450Hz91=180°91=0°和F,=0.224.450HzSRSSF,=0.159,t=0.398.450Hz2×0.053×1.000=0.106Fo=0.106,i1or=0.326,500Hz28GB/T1094.101—2023由表