摘 要

社会经济的快速发展，导致越来越多的各种形式的变电站愈发靠近居民区甚至直接建在居民区。在变电站内，电力设备运行时产生的各种噪声严重影响了居民以及周围学校等的正常生活，所以对变电站进行研究从而判断噪声的影响变得刻不容缓。研究变电站噪声产生的机理，并对噪声源进行精确的定位，找出噪声源的位置，对进行设备的进一步优化以及采取降噪措施具有重要的意义，因此进行“基于相干分析法的变电站噪声源识别”研究具有实际工程应用价值。

论文根据斗湖堤110kV变电站的厂界对其各个部位敏感点进行多次测试，得出相应的测点数据。运用matlab软件进行噪声源信号处理分析程序的编写，为了保证其相对准确性，采用基于相干分析法的研究方法，设计常相关分析算法，进行数据分析，从而得到相关的较为准确的分析结果，通过信号点之间的相干度，以及各个测点之间的时域频域图来确认主要噪声源，以及研究超过厂界的噪声源对周围居民影响的程度，确保研究较为准确，结论具有可靠性，为变电站噪声治理提供有效支撑。

关键词：变电站；噪声信号；相干分析法；常相关

Abstract

With the rapid development of social economy, more and more kinds of substations are built in residential area even close to residential area. In the substation, the noise produced by the power equipment operation seriously affects the normal life of the residents and the surrounding schools, so it is urgent to study the substation to judge the noise impact. It is of great significance to study the mechanism of noise generation in substations, locate the noise source accurately, find out the location of the noise source, further optimize the equipment and take measures to reduce the noise, therefore, the study of noise source identification based on coherence analysis method has practical engineering application value.

According to the 110kV substation of Douhu Dike, the sensitive points of each part are tested many times, and the corresponding data are obtained. In order to ensure the relative accuracy of the noise source signal processing and analysis program, a method based on the coherence analysis method is adopted to design the Common Correlation Analysis Algorithm and carry out data analysis, through the correlation between the signal points, as well as the time-domain and frequency-domain images between each measurement point, the main noise source can be identified, the influence of noise sources beyond the plant boundary on the surrounding residents is studied to ensure the accuracy of the study and the reliability of the conclusions.

Keywords：Substation; Noise Signal; coherence analysis method; constant correlation

目 录

第一章 绪论 1

1.1 变电站噪声的研究背景及噪声来源 1

1.1.1 变电站噪声的研究背景 1

1.1.2 变电站噪声的来源 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 2

1.3 研究方法的选定及意义 2

1.4 本文主要工作任务 3

第二章 变电站噪声源及其产生机理分析 4

2.1 变电站噪声源产生机理 4

2.2 变电站的噪声来源 4

2.2.1 主变压器噪声 4

2.2.2 冷却系统噪声 5

2.2.3 通风散热系统噪声 5

2.2.4 其他噪声 5

2.3 变电站噪声特性以及传播途径分析 5

2.3.1 变电站噪声特性 5

2.3.2 变电站的传播途径 6

2.4 本章小结 6

第三章 相干分析法的介绍及运用 7

3.1 基于经典相干性的噪声源识别技术 7

3.1.1 相干输出功率（COP） 7

3.1.2 信号增强（SE） 8

3.1.3 条件谱分析（CSA） 8

3.2 相干分析理论 10

3.2.1 相干分析 10

3.2.2 偏相干分析 11

3.3 噪声源识别定位理论 13

3.3.1 阵列识别噪声源理论 13

3.4 本章小结 14

第四章 变电站噪声源数据计算分析 15

4.1 matlab软件介绍 15

4.2 变电站噪声源测试点的选取 15

4.2.1 变电站实体考察 15

4.2.2 变电站测点的布置 15

4.3 噪声源定位数据的分析 17

第五章 结论与展望 20

5.1 结论 20

5.2 不足与展望 20

参考文献 22

致 谢 24

第一章 绪论

1.1 变电站噪声的研究背景及噪声来源

1.1.1 变电站噪声的研究背景

GB 50096—2011《住宅设计规范》要求：“住宅建筑中不宜布置锅炉房、变压器室及其他有噪 声振动源等设备用房。如受条件限制需要布置时，应符合现行的建筑防火、建筑隔声及相关规范的规定”^[1]。由于社会发展速度较快，社会经济快速提高，导致越来越多的各种形式的变电站愈发靠近居民区甚至直接建在居民区。在实际变电站噪声治理工程中，首先要准确识别和定位变电站中的主要噪声源，但传统的依靠经验来识别噪声源方法并不十分可靠，所提出的噪声治理措施有时效果不佳因此，大型变电站或者特高压变电站的噪声源精准识别定位对噪声治理具有重要的意义。近些年声阵列噪声源定位技术日益广泛的工程应用，有望为变电站噪声控制提供有力的技术支撑。大多数传声器阵列噪声源识别技术建立在波束形成理论上，对汽车、发动机等中高频噪声源快速地诊断和噪声源识别定位。在变电站内，电力设备运行时产生的各种噪声严重影响了居民以及周围学校等的正常生活，所以对变电站进行研究从而判断噪声的影响变得刻不容缓。研究变电站噪声产生的机理，并对噪声源进行精确的定位，找出噪声源的位置，对进行设备的进一步优化以及采取降噪措施具有重要的意义。

1.1.2 变电站噪声的来源