GB T 1094.10-2003 电力变压器 第10部分：声级测定.docx

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1、ICS29.180K41中华人民共和家标准GB/T1094.102003代替GB/T73281987电力变压器第10部分：声级测定Powertransformers-Part10:Determinationofsoundlevels(IEC60076-10:2001,MOD)2003-06-05GB6450及GB/T18494系列，且容量和电压等级不受限制的变压器和电抗器以及它们所安装的正常冷却设备(如果有)。本部分主要适用于在工厂进行的噪声测量。至于在现场的测量，由于存在邻近物体(包括其他变压器)的影响，使得现场的测量条件与工厂相比有很大的差异。但是，当需要在现场进行噪声测量时，仍可遵循本部

2、分所给出的一般规则。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GB1094的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB1094.1电力变压器第1部分：总则(GB1094.11996,eqvIEC60076-1:1993)GB1094.2电力变压器第2部分：温升(GB1094.21996,eqvIEC60076-2:1993)GB1094.3电力变压器第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙(GB1094

3、.32003,eqvIEC60076-3:2000)GB1094.5电力变压器第5部分：承受短路的能力(GB1094.52003,eqvIEC60076-5:2000)GB/T3768声学声压法测定噪声源的声功率级反射面上方采用包络测量表面的简易法(GB/T37681996,eqvISO3746:1995)GB/T3785声级计的电、声性能及测试方法GB6450干式电力变压器(GB64501986,eqvIEC60726:1982)GB/T10229电抗器(GB/T102291988,eqvIEC60289:1987)GB/T16404声学声强法测定噪声源的声功率级第1部分：离散点上的测量(G

4、B/T164041996,eqvISO9614-1:1993GB/T18494.1变流变压器第1部分：工业用变流变压器(GB/T18494.12001,idtIEC61378-1:1997)IEC61043:1993电声学声强测量仪用成对的声压传感器测量IEC61378-2:2001变流变压器第2部分：高压直流输电用换流变压器3术语和定义下列术语和定义适用于本部分。3.1声压soundpressure3.10测量距离measurementdistanceX基准发射面与测量表面之间的水平距离。3.11测量表面measurementsurface包络声源的假想表面，各测量点位于此表面上。3.12背

5、景噪声backgroundnoise试品不运行时的A计权声压级。4测量仪器和校准进行声压测量时，应使用符合GB/T3785的1型声级计，并按GB3768进行校准。进行声强测量时，应使用符合正C61043的1类声强仪，并按GB“16404进行校准。测量设备的频率范围应与试品的频谱相适应，即应选择合适的传声器间距系统，以使系统的误差最小。应在测量即将开始前和测量刚结束后对测量设备进行校准。如果校准变化超过03dB,则本次测量结果无效，应重新进行测量。5试验方法选择声压测量和声强测量均可用来确定声功率级数值。两种方法均有效，至于选择哪种方法，则应在订货时由制造单位与用户协商确定。本部分所述的声压测量

6、方法符合GB/T3768o按本部分进行的测量能使不同试验室测出值之间的复验性标准偏差小于或等于3dBo本部分所述的声强测量方法符合GB/T16404o按本部分进行的测量能使不同试验室测出值之间的复验性标准偏差小于或等于3dBo6负载条件6.1 概述负载条件应由制造单位和用户在订货时协商确定。若一台变压器的空载声级很低，则运行时负载电流所产生的噪声可能影响变压器的总声级。有关空载声级和负载电流声级的合成计算方法见第14章。由于电抗器所吸取的电流取决于所施加的电压，故电抗器不能在空载状态下进行试验。如果工厂的电源容量足以供电抗器进行全电压励磁，则对于电抗器，可以采用与变压器相同的测试方法。止匕外，

7、若条件合适，这些测试方法也可用于现场测量。除另有规定外，试验应在分接开关（如果有）处于主分接时进行。然而，在主分接下运行时，也有可能不会产生最大的声级。止匕外，变压器在运行时，由于空载磁通和漏磁通的叠加，能使铁心中某些部分的磁通密度发生变化。因此，对于特殊使用条件（特别是变磁通调压）下的变压器，经协商，可以在非主分接下，或者对于不带分接的绕组在电压不等于额定电压下进行声级测量。这一点应在试验报告中明确地表示出。6.2 空载电流和额定电压对于带或不带冷却设备的试品，在进行测量时，均应在空载状态下以额定频率的正弦波或实际正弦波的额定电压对试品进行励磁。此电压应与GB1094.1的规定一致。如果变压

8、器安装了电抗式有载分接开关，且电抗器在某些分接位置处于持续励磁状态，则变压器的声级测量应是在其分接位置符合这一情况、且尽可能在接近主分接的分接位置下进行。励磁电压应与所使用的分接相对应。这一点应在试验报告中明确地表示出。注当有直流偏磁电流时，测得的声级值可能明显地加大。这可以用声谱中电源频率出现了奇次谐波来确认。制造单位和用户均应考虑直流偏磁电流的存在会使声级加大这一事实。6.3 额定电流和短路电压为了判断负载电流下的声级测量是否必要，可先通过式粗略地估算负载电流声功率级：LWA,加R39+181g割（4）式中：LwA9IN一变压器在额定电流、额定频率及短路阻抗下的A计权声功率级；S.额定容量

9、，MVA;S,基准容量，1MVAo对于自耦变压器和三绕组变压器，用一对绕组的额定容量S.代替S。若LwAm值比保证的声功率级低8dB或低得更多时，则负载电流声级测量不必进行。当需要进行负载电流声级测量时，应将一个绕组短路，而对另一个绕组施加符合GB1094.1规定的额定频率的正弦波电压。所加电压应均匀上升，直到短路绕组中所通过的电流达到额定值为止。6.4 降低的负载电流如果只能在降低的电流下进行声级测量时，则在额定电流下的声功率级应按式计算：L*an=LWA.+40IgM（5）It式中：LwA,IN额定电流下的A计权声功率级；LwA,Ir降低电流下的A计权声功率级；In额定电流；Ir降低电流。

10、该公式只在降低的电流为额定电流的70%及以上时适用。7基准发射面7.1 概述基准发射面的定义与所采用的冷却设备的型式及其与变压器的相对位置有关。在本部分中，“冷却设备”是指风冷却设备、强迫油循环风冷却设备和强迫油循环水冷却设备，而自然油循环空气自冷式散热器不包括在内。7.2 带或不带冷却设备的变压器、带保护外壳的干式变压器及保护外壳内装有冷却设备的干式变压器基准发射面是指由一条围绕变压器的弦线轮廓线，从箱盖顶部（不包括高于箱盖的套管、升高座及其他附件）垂直移动到箱底所形成的表面。基准发射面应将距变压器油箱距离小于3m的冷却设备、箱壁加强铁及诸如电缆盒和分接开关等辅助设备包括在内。而距变压器油箱

11、的距离为3m及以上的冷却设备，则不包括在内。其他部件：如套管、油管路和储油柜、油箱或冷却设备的底座、阀门、控制柜及其他次要附件也不包括在内（见图1、图2和图3）。7.3距变压器基准发射面距离为3m及以上处分体式安装的冷却设备基准发射面是指由一条围绕设备的弦线轮廓线，从冷却设备顶部垂直移动到其有效部分底面所形成的表面，但基准发射面不包括储油柜、框架、管路、阀门及其他次要附件（见图4）。7.4无保护外壳的干式变压器基准发射面是指由一条围绕干式变压器的弦线轮廓线，从变压器顶部垂直移动到其有效部分底面所形成的表面，但基准发射面不包括框架、外部连线和接线装置以及不影响声发射的附件（见图5）。8规定轮廓线

12、在风冷却设备（如果有）停止运行条件下进行声级测量时，规定的轮廓线应距基准发射面03m,但对无保护外壳的于式变压器，由于安全的原因，该距离应选为1m。在风冷却设备投入运行条件下进行声级测量时，规定的轮廓线应距基准发射面2mo对于油箱高度小于2.5m的变压器，规定轮廓线应位于油箱高度1/2处的水平面上。对于油箱高度为2.5m及以上的变压器，应有两个轮廓线，分别位于油箱高度1/3处和2/3处的水平面上，但若由于安全的原因，则选择位于油箱高度更低处的轮廓线。在仅有冷却设备工作条件下进行声级测量时，若冷却设备总高度（不包括储油柜、管路等）小于4m,则规定轮廓线应位于冷却设备总高度1/2处的水平面上。若冷

13、却设备总高度（不包括储油柜、管路等）为4m及以上，应有两个轮廓线，分别位于冷却设备总高度1/3处和2/3处的水平面上，但若由于安全的原因，则选择位于冷却设备总高度更低处的轮廓线。注：由于安全上的原因，对某些试品，可能有必要改变测量位置，如：当变压器装有水平放置的高压套管时，规定轮廓线可能要被限制在安全区域内。9传声器位置传声器应位于规定轮廓线上，彼此间距大致相等，且间隔不得大于1m（见图1图5的尺寸D）。至少应设有6个传声器位置（以下为方便起见，简称“测点”）o可以使用带有求平均值器件的存储式测量设备。传声器应在围绕试品的规定轮廓线上做近似于均匀速度的移动，读数取样的数量应不少于上面所规定的测

14、点数。试验报告中仅需列出能量平均值的数据。10测量表面面积的计算10.1 距基准发射面03m处的测量以平方米（m2）表示的测量表面面积S,按式为：S=1.25hm（6）式中：h一高度，mo对于油浸式变压器或带保护外壳的干式变压器，指油箱或保护外壳的高度（图1、图2或图3）;对于无保护外壳的干式变压器，指铁心及其框架高度（图5）;1 规定轮廓线的周长，m;1. 25考虑试品上部发射声能的经验系数。10. 2距基准发射面2m外的测量以平方米（m2）表示的测量表面面积S,按式为：S=（h+2）lm（7）式中：h变压器油箱高度（图2或图3）或包括风扇在内的冷却设备高度（图4）,m;1规定轮廓线的周长，

15、m;2测量距离，mo10.3距基准发射面1m处的测量以平方米(m2)表示的测量表面面积S,按式为：S=(h+l)lm(8)式中：h连同框架在内的铁心高度(图5),叫Im规定轮廓线的周长，m;1测量距离，mo10. 4考虑安全距离而要求整个轮廓线或其中一部分距基准发射面的测量距离超过10.1至10.3规定的试品上的测量以平方米(m2)表示的测量表面面积S,按式为：式中:L按安全距离考虑的规定轮廓线的周长，mo11声压法10.1 试验环境11. 1.1概述试验环境应是一个在一反射面之上的近似的自由场。理想的试验环境应是使测量表面位于一个基本不受邻近物体或该环境边界反射干扰的声场内。因此，反射物体(

16、支撑面除外)应尽可能远离试品。不允许在变压器油箱内或保护外壳内进行声级测量。户内测量应满足ILL2的要求。户外测量应满足ILL3的要求。12. 1.2户内测量条件11.1.2.1反射面反射面通常是指室内的地面，此地面应比测量表面在其上的投影大。注应采取保护措施，以确保试品的支撑表面不会因振动而发射出可感受三勺声能。在相关的声频范围内，吸声系数应尽量小于0.1。当在混凝土、树脂、钢或硬砖地面上进行户内测量时，该要求通常能得到满足。11.1.2.2环境修正值K的计算环境修正值K考虑了不希望出现的试验室边界或邻近试品的反射物体所产生的声反射的影响。K主要取决于试验室吸声面积A对测量表面积S的比值。K

17、的计算值与试品在试验室的位置无明显关系。K可用式(10)计算，或根据图6曲线按横坐标上相应的A/S值查得。=10,(1+)(10)式中：S可由相应的公式式(6)、(7)、(8)或式(9)算出。以平方米(m2)表示的A值可由式（三）求出：A=aSv(11)式中：a平均吸声系数(见表1)；Sy一试验室(墙壁、天棚和地面)的总表面积，m2。修正系数尚不完善，因此只要可能，应在不必对环境影响做修正的场所进行测量。表2试验接受准则LPA与较高的LbA之差试验前的LbA与试验后的LA之差结论三8dB接受8dB3dB重新试验(见注)3dB重新试验(见注)注：如果LPAO小于保证值，则应认为试品符合声级保证值

18、的要求。这种情况应在试验报告中予以记录。12声强法12.1 试验环境试验环境应是一个在一反射面之上的近似的自由场。理想的试验环境应是使测量表面位于一个基本不受邻近物体或该环境边界反射干扰的声场内。因此，反射物体(支撑面除外)应尽可能远离试品。但是，使用声强法，允许在距试品规定轮廓线至少为L2m处有两面反射墙壁，此时仍能进行准确测量。如果有三面反射墙壁，它们距试品规定轮廓线的距离至少为1.8m。不允许在变压器油箱内或保护外壳内进行测量。注：在有反射面或撑面除外)的情况下，可用吸声板来改善试验境。12.2 声强级测量测量应在背景噪声值近似恒定时进行。应按制造单位与用户之间的协议对试品进行供电。所允

19、许的供电组合如下：a)变压器供电，冷却设备及油泵不运行；b)变压器供电，冷却设备及油泵投入运行；c)变压器供电，冷却设备不运行，油泵投入运行；d)变压器不供电，冷却设备及油泵投入运行。对于每个测点上的A计权法向声强级和A计权声压级应予以记录。选择传声器的间距系统时，应考虑包含被测声的频谱，以免因下限频率或上限频率未计入在内而产生误差。应使用仪器的快速响应指示，以便确认和避免由于暂态背景噪声而引起的测量误差。注1:实际上，四种不同的供M合采了不同的传声器间距M统。注2:当试品供电时，最好是经过一段时间，待试品达S稳定的运行状态后，再进行声级测量。如果有剩余直流电存在，可能在几分钟，牌情况下，甚至

20、可能在几小时内，会使声级测量结果受到影响。此剩余直流电的存在，可通过声谱中是否存在奇次谐波来判断。一旦试品达到稳定运行状态，建议尽可能缩短测量时间，以避免因变压器温度变化而导致声级变化。12.3 平均声强级计算平均A计权声强级LA,应由在试品供电时于各测点上测得的A计权法向声强级LAi按式(17)计算：U三101g(Lul)10ctwi,)(17)未修正的平均A计权声压级LpAO,应由测得的A计权声压级按式(14)计算。判定试验环境和背景噪声是否可以接受的准则AL按式(18)计算：L=LpATA(18)为了保持标准偏差不超过3dB,4L的最大允许值应为8dB（八）06 高压套管；7 .一低压套

21、管；D-传声器间距;h-一油箱高度X-测量距离。娜：1-第三（绕组）套管；2加强铁与千斤顶支架;3-基准发射面4-规定轮廓线5一有载分接开关图1不带冷却设备的变压器声级测量时传声器的典型位置说明：1水平风冷却设备;2自然冷却设备；3 升高座4 油箱；5 电缆盒；6规定轮廓线；7基准发射面；8有载分接开关；9-垂直风冷却设备;D-传声器间距；h-油箱高度；X测量距离。图2冷却设备直接安装在油箱上或冷却设备距主油箱基准发射面距离小于3m处分体式安装的变压器声级测量时传声器的典型位置图6环境修正值K附录A(资料性附录)窄频带测量及时间同步测量A.1引言当按11.3和12.3所规定的判断准则进行声级测

22、定，如果由于试验环境的背景噪声声级过大，致使测量结果无效时，可采用窄频带或时间同步法进行声级测量，以便能滤掉所不需要的讯号。但这些测量方法并不能消除由环境修正值K所描述的反射影响。变压器噪声的音调特征是其频率为电源频率的2倍或偶数倍。因此，可以只在相关的频率下，用时间同步平均或窄频带法减小不相关的噪声。窄频带和时间同步测量法仅在试验期间，当冷却设备和油泵不运行时才有效。至于选择其中哪一种方法，应根据制造单位和用户间的协议来确定。上述这些方法均适用于声压级和声强级测量，同时也可用来计算声功率级。A.2窄频带测量分析器带宽应按下述选择：1/10倍频程或更窄些，所选频率的10%或5Hz或10Hzo注

23、：若选择窄频带测量方法，则当电源频率一直是在允许范围内变化时，实际产生的谐波可能已经落在测量仪器的带宽外。如果由测得的电源频率所产生的谐波频率不在所选择的带宽(为范围内时，则欲接受所得到的测量结果，应经制造厂和用户协商同意，或者选择更宽的带宽。应按第11章或第12章的规定进行测量，但原为测量单个A计权值，现改为在中心频率等于2倍额定频率及其倍数值频率的整个带宽上进行声级测量。每一测点上的A计权声压级或声强级可分别用式(A.1)或(A.2)来计算：LMi-10Ig(10)(A.D1式中：LpA:额定电压及额定频率下的A计权声压级；LAv一额定电压及额定频率下，在中心频率为2凤且所选带宽为时测得的

24、A计权声压级；f额定频率；V额定频率的偶次谐波倍数的顺序号(1、2、3等)，且V的最大值(VmaX)为10。LlAi=Iolg(Slo,(A2)一1式中;Lai额定电压及额定频率下的A计权声强级；LA额定电压及额定频率下，在中心频率为2fv,且所选带宽为时测得的正常A计权声强级；f额定频率；额定频率的偶次谐波倍数的顺序号(1、2、3等)，且V的最大值(VX)为10。A.3时间同步测量时间同步平均是指噪声讯号数字化时间记录的平均，其起点是通过一个重复的触发讯号来确定。通过使用一个与变压器噪声同步的触发讯号，如网络电压，可消除所有的非同步噪声。注1:很多工业噪声源可能是同步的，此时，不宜用本方法。

25、环境噪声衰减N与平均次数n(包括在测量内)有关。信噪比改善的分贝值S/N等于：SZN=IOlgn(A.3)此原理可用于声压测量和声强测量。对于声强测量，用时间同步平均所得到的结果，对于AL值一直到S/N+8dB（八）时止都是有效的。注2:当使用时间同步测量时，必须使传声器相对于变压器的位置螃固定不变。此时，欲按第9期谜，沿规旗廓线不断移动传声器是不可能的。附录B（资料性附录）声级测定报告的典型格式合同号制造单位测量日期变压器详述出厂序号分接范围联结组额定电流保证声级淬述声压级/声功率级现场制造地点额定容量kVA/MVA电压比额定频率HzkA额定电压kVdB（A）_测量距离，X_m不带冷却设备的

26、变压器/电抗器带冷却设备的变压器/电抗器不带变压器/电抗器的冷却设备无保护外壳的干式变压器带保护外壳的干式变压器保护外壳内装有冷却设备的干式变压器分接位置测量方法详述测量标准声压/声强A计权/窄频带/时间同步测量仪器详述制造（单位）传声器型号校准说明（根据适用情况可删去）仪器型号出厂序号出厂序号试品不带冷却设备的变压器/电抗器带冷却设备的变压器/电抗器不带变压器/电抗器的冷却设备无保护外壳的干式变压器带保护外壳的干式变压器保护外壳内装有冷却设备的于式变压器试品草图：包括测量位置、高压套管位置、邻近的声反射面，例如：设备、墙壁及背景噪声测量位置。传声器离地面的高度：试验条件励磁电压kV频率Hz分

27、接位置测量时通过的电流（如合适）A则量距离，Xm轮廓线长度，1m试品高度，hm测量表面面积，Sm2ioig（ss0）假定采用声压法背景噪声的A计权声压级平面位置试验开始时试验终了时平面位置试验开始时试验终了时16273849510算术/能量平均，Lb2AA计权声压级，LpA平面位置高度1IWJ度2平面位置高度1度2平面位置高度1度2111212122231323414245152561626717278182891929102030算术/能量平均，LpAOdBdB（八）dB（八）LPAo与最大的LbgA之差必须为3dB（八）及以上dB（八）环境修正值K(必须为7dB及以下)修正的平均A计权声压

28、级，LpA计算的A计权声功率级，LwAdB（八）dB（八）dB（八）dB（八）假定采用声强法A计权声强和声压测量平面位置高度1高度2平面位置高度1高度2LAiLpAiLiALpAiLAiLpAiLAiLpAi116217318419520621722823924102511261227132814291530算术/能量平均，LpAO算术/能量平均，LALPAO与LA之差必须为8dB（八）及以下计算的A计权声功率级，LwA对于声压法和声强法备注、附加的结果等（包括在非规定测量点的一些测点上测得的明显高的声压级的详述）:计算的A计权声压级或声功率级LPA或LWAdB（八）保证的声压级和声功率级dB（八）参与声级测量的人员及其职务签字:日期: