1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1课题研究的目的和意义

变压器是一种典型的静止电能转换器，主要通过电磁感应、改变绕组之间频率以实现电压和电流变换过程。随着电力负荷的不断增加，新建或扩建的变电站数量不断增多；而且因电压等级的提高，超/特高压变电站日益增多，其运行电压更高，设备容量更大，设备振动引起的噪声问题更加严重。噪声污染已经成为变电站很重要的一个环境问题，越来越受到关注。与传统机械工作时的高频强噪声不同，变压器噪声不属于高分贝的强噪声，但其所发出的35分贝以上的低频噪声易使该环境中生活和工作的人员产生不安、烦躁和易怒等负面情绪，长期影响作用下会进一步诱发神经衰弱和失眠等神经系统疾病。因此，针对变压器振动噪声问题的研究工作具有积极的现实作用。

变压器的噪声来源于变压器本体和冷却系统两个方面^[1]。国内外的研究结果表明，变压器本体振动产生噪声的根源在于来自铁芯的空载噪声和来自绕组运行是的负载噪声。空载噪声主要是由于铁芯的磁致伸缩。即处于周期性交变磁场下的铁芯（硅钢片），沿磁力线方向硅钢片的尺寸增加 , 而垂直于磁力线方向的尺寸缩小的现象，从而使得铁芯振动发出噪声。负载噪声则是通有电流的绕组在漏磁作用下产生振动发出噪声。其中，铁芯振动噪声占主要部分。所以变压器的本体噪声在通常情况下主要取决于铁芯的振动 , 而铁芯的振动又主要取决于硅钢片的磁致伸缩。

2. 研究的基本内容与方案

本项目旨在研究电网电能质量与变压器噪声之间的关联性问题，采用小比例系统实验与模型仿真的方法，通过实验室现有的变频电源、单相变压器、功率因素可调负载等实验设备搭建实验平台，由噪声传感器及电能参数测量传感装置进行数据采集，并通过数据采集卡及labview软件对电能和噪声数据信号实时分析及显示，将监测获取的变压器带载运行时的电压/电流和本体噪声时域信号变换为频域信号对电能/噪声两种信号数据进行关联系数计算，分析改善电网电能质量对降低变压器噪声的可行性，为从源头降低变压器振动噪声提供理论依据与探寻解决方法。

本项目采用实验数据分析与模拟仿真结合的方法，一方面通过对实验平台数据的采集、分析，找出电能质量与变压器噪声的关联性及影响程度；另一方面，通过建立与实际实验所用单相变压器相同结构模型，并通过comsol multi-physics设定合理的电磁及材料条件进行模拟仿真，并与实验数据相互对照印证，保证实测数据的有效性、正确性。

labview即laboratoryvirtual instrument engineering workbench，是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。其能够实现数据良好的可视化，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。

3. 研究计划与安排

1-3周，完成开题报告；

4-5周，完成英文参考文献的翻译；

6-9周，掌握labview软件编程和数据采集卡的使用；运用comsol建立与实验平台等尺寸结构变压器模型，并进行模拟仿真分析；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 奚晓勤. 变压器噪声产生的原因及降低噪声的措施.华东电力，2012，35（4）:687-688.

[2] 莫娟，刘吉轩等. 大型电力变压器的噪声预估研究. high voltage apparatus.2014,50（6）：28-33.

[3]michael ertl, stephan voss. the role of load harmonics in audible noise of