本文關(guān)鍵詞：大功率電力變壓器智能化有源降噪系統(tǒng)研究

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【摘要】：隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展,噪聲污染越來(lái)越受到人們的關(guān)注。近年來(lái),由于城市不斷擴(kuò)張和電網(wǎng)改造的需要,使得許多大型電力變壓器越來(lái)越靠近居民區(qū),嚴(yán)重影響著周?chē)用竦纳�。本文選取某市110kV變電站一臺(tái)連續(xù)正常運(yùn)行的變壓器為研究對(duì)象,采集其噪聲并進(jìn)行分析,結(jié)果顯示其噪聲以低頻為主,且在100Hz及其倍頻處幅值明顯升高。采用隔聲、吸聲、消聲等傳統(tǒng)變壓器降噪措施對(duì)低頻噪聲效果并不明顯,而改變變壓器制造材料、工藝等措施又會(huì)增加制造成本。隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步,基于惠更斯原理的有源噪聲控制技術(shù)得到了長(zhǎng)足發(fā)展。其設(shè)備小、成本低,且對(duì)低頻區(qū)域噪聲控制效果顯著,非常適用于大型電力變壓器的噪聲控制。智能化有源降噪系統(tǒng)的核心控制部件是自適應(yīng)濾波控制器,它是系統(tǒng)能否自適應(yīng)地跟隨噪聲變化而實(shí)時(shí)做出調(diào)整的關(guān)鍵。目前常采用最小均方誤差算法作為自適應(yīng)濾波器控制算法,本文從理論上分析了該算法的收斂性和穩(wěn)態(tài)誤差性能,并基于LabVIEW開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)了自適應(yīng)濾波器,仿真研究了收斂系數(shù)、自適應(yīng)濾波器階數(shù)和雜散信號(hào)對(duì)自適應(yīng)算法收斂性和穩(wěn)態(tài)誤差性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),收斂系數(shù)取值的增大會(huì)加快自適應(yīng)算法的收斂速度,并增強(qiáng)降噪效果；但當(dāng)其值超過(guò)某一閾值后,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差將會(huì)激增,最終導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)散降噪失敗。為解決收斂系數(shù)合理取值這一關(guān)鍵問(wèn)題,本文在對(duì)傳統(tǒng)算法進(jìn)行改進(jìn)的基礎(chǔ)上提出了變步長(zhǎng)LMS算法,經(jīng)仿真驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的算法能夠在保持較快收斂速度的情況下提高穩(wěn)態(tài)誤差性能�；诶碚撗芯考胺抡娣治鼋Y(jié)果,本文以自適應(yīng)濾波器為核心設(shè)計(jì)了一整套軟硬件完備的大功率電力變壓器智能化有源降噪系統(tǒng)。其硬件部分主要包含數(shù)據(jù)采集模塊、系統(tǒng)控制模塊以及信號(hào)輸出模塊,數(shù)據(jù)采集模塊主要負(fù)責(zé)初級(jí)噪聲信號(hào)和誤差信號(hào)的采集過(guò)程,并完成A/D轉(zhuǎn)換功能；系統(tǒng)控制模塊根據(jù)輸入信號(hào)的變化自適應(yīng)對(duì)輸出信號(hào)做出實(shí)時(shí)調(diào)整；輸出模塊則對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換、放大,并將其作為次級(jí)噪聲經(jīng)無(wú)源音箱發(fā)出。軟件部分則以自適應(yīng)濾波器及其控制算法為核心,數(shù)據(jù)采集模塊和信號(hào)輸出模塊負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)與底層儀器之間的通信。本文還添加了數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和歷史數(shù)據(jù)檢索模塊,極大地豐富了軟件的功能及可擴(kuò)展性。本文利用采集的電力變壓器噪聲作為初級(jí)噪聲對(duì)智能化有源降噪系統(tǒng)進(jìn)行了整體測(cè)試,在誤差傳感器處取得了5-10dB的總體降噪效果,聲能量下降約68%～90%,尤以低頻噪聲幅值下降明顯,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)變壓器降噪措施無(wú)法有效抑制低頻噪聲的不足,驗(yàn)證了本文構(gòu)建的智能化有源降噪系統(tǒng)的有效性。
【關(guān)鍵詞】：噪聲 有源降噪 自適應(yīng)濾波器 LMS算法
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM41
【目錄】：

• 摘要(中文)8-10
• 摘要(英文)10-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 課題研究的背景和意義12-13
• 1.2 變壓器噪聲產(chǎn)生機(jī)理13-14
• 1.3 變壓器降噪技術(shù)研究現(xiàn)狀14-21
• 1.3.1 無(wú)源降噪技術(shù)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 有源降噪技術(shù)研究現(xiàn)狀15-21
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容21-23
• 第二章 電力變壓器噪聲分析及有源降噪硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)23-30
• 2.1 大功率電力變壓器噪聲分析23-25
• 2.2 有源降噪硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)25-28
• 2.2.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)25-27
• 2.2.2 信號(hào)輸出系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)27
• 2.2.3 硬件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)27-28
• 2.3 本章小結(jié)28-30
• 第三章 自適應(yīng)有源降噪控制系統(tǒng)研究30-39
• 3.1 自適應(yīng)有源降噪系統(tǒng)30-32
• 3.2 變壓器智能化有源降噪系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型32-33
• 3.3 有源降噪控制原理及算法33-38
• 3.3.1 自適應(yīng)濾波原理34-36
• 3.3.2 LMS算法原理36-37
• 3.3.3 仿真驗(yàn)證37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 自適應(yīng)有源降噪算法性能研究39-54
• 4.1 LMS算法性能分析39-42
• 4.1.1 收斂性40-41
• 4.1.2 穩(wěn)態(tài)誤差性能41-42
• 4.2 LMS算法性能影響因素42-51
• 4.2.1 收斂系數(shù)對(duì)算法的影響42-45
• 4.2.2 濾波器長(zhǎng)度對(duì)算法的影響45-48
• 4.2.3 雜散信號(hào)對(duì)算法的影響48-51
• 4.3 變步長(zhǎng)LMS算法51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 有源降噪軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)54-64
• 5.1 LabVIEW軟件平臺(tái)簡(jiǎn)介54-55
• 5.2 軟件系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)55-60
• 5.2.1 數(shù)據(jù)采集模塊55-56
• 5.2.2 信號(hào)輸出模塊56-57
• 5.2.3 數(shù)據(jù)分析模塊57-58
• 5.2.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊58-59
• 5.2.5 歷史數(shù)據(jù)檢索模塊59-60
• 5.3 實(shí)例驗(yàn)證60-62
• 5.4 本章小結(jié)62-64
• 第六章 結(jié)論與展望64-66
• 6.1 結(jié)論64-65
• 6.2 展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文71-72
• 附件72

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 郭欣;;220kV變電站變壓器噪聲研究[J];科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì);2011年08期

2 白志勇;李功宇;黃志亮;楊小高;;新型干式變壓器通風(fēng)消聲窗研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2009年18期

3 于志剛;桓曉芳;;噪聲污染中種類(lèi)、危害及防治[J];科技傳播;2014年12期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 段旭;直流偏磁下變壓器振動(dòng)機(jī)理與振動(dòng)信號(hào)分析研究[D];重慶大學(xué);2013年

2 祝麗花;疊片鐵心磁致伸縮效應(yīng)對(duì)變壓器、交流電機(jī)的振動(dòng)噪聲影響研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：817609