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电力电容器是特高压直流换流站的主要噪声源,其影响日渐被人们所重视,但在以往的研究中忽视了电容器单元壳体的噪声辐射比,使得对电容器噪声的预测计算产生很大误差。
本文研究了电力电容器噪声产生的机理,分析了电容器噪声与振动、振动与电流在时域和频域内的关系。并在特高压直流换流站交流滤波器场对负载工况下的电容器、电抗器的噪声进行了测量和分析,应用相干分离技术将单体电容器噪声从复杂声场环境中提取出来,并对电容器噪声进行修正,为进一步研究电容器辐射特性提供了实际依据。
通过研究电容器外壳的噪声辐射特性,结合壳体结构声振耦合理论,推导了通过电容器外壳表面振动速度计算壳体噪声辐射比s的方法,同时,提出了用传递函数来计算辐射比的新方法。并在实验室建立了电容器外壳噪声辐射比s的测试系统,实测了某型电容器的辐射比s和各个面的传递函数,分析了不同激振状态下各面的噪声辐射特性。测试结果表明:辐射比s是随频率而变化的值,并不是通常认为的常数1;并且辐射比随着电容器的结构、尺寸变化也会发生变化。计算电容器在主要噪声辐射频率处的噪声值时,辐射比值取1计算结果与根据实测的辐射比计算结果相比,误差甚至高达1.5dB(A)。
对辐射效率指数曲线在主要频率处进行单频激励试验,验证了101gs曲线在主要特征频率下的结果。试验结果表明:电容器正面和侧面振动较小,顶面振动较大,但因为面积小,基准发射面离本体远,故辐射噪声值并不是总是最大的。而正面振动总体略小于侧面振动,由于侧面在低频的频响函数值较大,高频较小,所以在100Hz时侧面噪声较大,但是在600Hz和1200Hz侧面辐射噪声值最小。
通过以上测试,并结合实际情况,提出了改变电容器固有频率、安装方式等措施。