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摘要：为解决传统10kv配电变压器噪声辐射控制波特率低的问题，研究10kv配电变压器噪声辐射特性，并通过确定10kv配电变压器噪声辐射边界条件，采集10kv配电变压器噪声辐射控制信号，分析变压器噪声辐射控制电压、电流相关性，计算10kv配电变压器噪声辐射控制频率，实现10kv配电变压器噪声辐射控制。设计实例分析，结果表明，设计的控制方法在相同的相位差中控制波特率明显高于对照组，能够解决传统10kv配电变压器噪声辐射控制波特率低的问题。
关键词：10kv配电变压器;噪声辐射特性;控制方法
引言
10kv配电变压器以其低能耗的优势在10kv配电中脱颖而出，受到广泛应用，通过自身具备的无极调速性能，能够实现对电机工作的变压调试[1]。10kv配电变压器能够利用内部IGBT实现对电压的调试，在其运行过程中，由于产生的电磁会产生一定的噪声辐射。因此，分析10kv配电变压器噪声辐射特性是确保10kv配电变压器节能、稳定运行的重要手段。10kv配电变压器的噪声辐射能够直接影响10kv配电的稳定性，导致10kv配电出现失准、失灵的情况，极大程度上制约10kv配电的安全性[2]。在我国，针对10kv配电变压器噪声辐射特性的分析并不少见，但普遍分析较为笼统，没有细致的分析出10kv配电变压器噪声辐射产生的具体原因，导致后期10kv配电变压器噪声辐射控制工作执行困难。为精准控制10kv配电变压器在运行过程中产生的噪声辐射，本文提出10kv配电变压器噪声辐射特性及控制方法研究，致力于在明确10kv配电变压器噪声辐射特性的基础上，设计10kv配电变压器噪声辐射控制方法，进而提高10kv配电变压器噪声辐射控制波特率，实时控制 10kv配电变压器噪声辐射。
1 10kv配电变压器噪声辐射特性
为分析10kv配电变压器噪声辐射特性，必须明确10kv配电变压器噪声辐射原理[3]。基于10kv配电变压器的非线性特征，在10kv配电变压器工作过程中必然会产生谐波，且谐波特性属于高次谐波，高次谐波具有高频的特性，能够在限定范围内发射高频电磁波，进而产生噪声辐射。由此可见，10kv配电变压器的功率越高，噪声辐射越大;反之，则越小。10kv配电变压器噪声辐射的传播方式，是10kv配电变压器噪声辐射独具的特性。基于10kv配电变压器高频电磁波的传导与辐射特性，可通过电路耦合以及电磁辐射的方式传播噪声辐射。电路耦合主要指的是电压畸变，损坏电机铜。电磁辐射主要是通过10kv配电变压器的感应方式，传播噪声辐射。通过分析10kv配电变压器噪声辐射特性，明确10kv配电变压器噪声辐射主要产生的位置以及传播方式，为10kv配电变压器噪声辐射控制提供基础路径支持。
2 10kv配电变压器噪声辐射控制方法
2.1确定10kv配电变压器噪声辐射边界条件
在明确10kv配电变压器噪声辐射特性后，可以通过控制10kv配电变压器噪声輻射，降低变压器噪声辐射对于10kv配电的干扰。本文运用叠加原理，确定10kv配电变压器噪声辐射边界条件。叠加原理指的就是当10kv配电变压器噪声辐射过程中有几个噪声源共同起作用时，可以让其中的一个噪声源单独工作，其它的噪声源不工作。在此基础上，求出这一个噪声源工作时在电阻上产生的瞬时电流值，记为。再让第二个噪声源工作，求出这个噪声源工作时产生的瞬时电流值，记为。让每一个噪声源分别工作一次，求得这些瞬时电流值相加就是所有的噪声源共同工作时的噪声辐射，也就是10kv配电变压器噪声辐射边界条件[4]。设10kv配电变压器噪声辐射时的电压动势集合为，设10kv配电变压器噪声辐射边界为，可得公式（1）。
公式（1）中，b指的是10kv配电变压器噪声辐射点电阻值，w、b均为实数，R为目标函数。将10kv配电变压器噪声辐射边界条件用U-（w·χ）-b来表示，可得公式为：
公式（2）中，IA指的是10kv配电变压器噪声辐射时电压最小对称分量;IB指的是10kv配电变压器噪声辐射时电流最大对称分量。确定10kv配电变压器噪声辐射边界条件是对称分量的概率质量函数最大值与最小值。
2.2采集10kv配电变压器噪声辐射控制信号
确定10kv配电变压器噪声辐射边界条件的基础上，利用馈线终端装置采集10kv配电变压器噪声辐射控制信号，并将采集到的电压信号通过通讯网络传递到控制主站，控制主站将分析上报的电压信号，确定10kv配电变压器噪声辐射区段。由于10kv配电变压器噪声辐射谐振频率通常在4.5kHz左右，电压信号能量主要集中在前二分之一周期，因此将馈线终端装置电压信号采集频率设定在7.5kHz以上，采集电压信号数据长度为二分之一周期。由于电压相关性分析所采用的数据为采集到的电压信号，在对相关系数计算时要保证所有采集上报的电压信号保持同步，如果不是同步采集到的电压信号，会造成分析误差，进而影响到最终的10kv配电变压器噪声辐射控制精度。因此，为了保证后续10kv配电变压器噪声辐射控制准确性，需要处理采集到的信号。本文通过误差传感器将10kv配电变压器各声源的总噪声辐射功率最小化，从而起到10kv配电变压器噪声辐射降噪的目的，进一步保障电压信号的精度。此过程可通过计算方程式加以表示，可得目标函数如公式（3）。
公式（3）中，i指的是10kv配电变压器声源点位个数;P指的是误差传感器处的初级声源声压;PH指的是误差传感器处的次级声源声压。通过公式（3），起到10kv配电变压器噪声辐射降噪的目的，可以将其作为同步信号，以此完成对10kv配电变压器噪声辐射控制信号的采集。
2.3变压器噪声辐射控制电压、电流相关性分析
当10kv配电变压器噪声辐射控制电压处于正在工作状态时，线路上所有电流流向一致，波形一致，具有一定的相似性;当10kv配电变压器噪声辐射控制电压处于故障状态时，第一部分电流会流向电路上游，即与母线方向相同，另一部分电流会流向电路下游，即与母线方向相反，两部分电流波形差异较大，不具有相似性[5]。利用以上变压器噪声辐射控制电压、电流相关性原理，分析采集到的10kv配电变压器噪声辐射控制信号电压、电流相似性。首先，选取两个相邻的控制信号，对其相关系数进行计算，其计算公式如下式（4）所示。 公式（4）中，δ指的是控制信号两个相邻电流相关系数;i1和i2分别指的是两个相邻控制信号;指的是变压器噪声辐射控制指令发生时刻;指的是变压器噪声辐射控制信号的数据长度。利用上述公式计算出两个相邻控制信号的相关系数δ，如果两个相邻控制信号波形及流向一致，相关系数取值为1;如果两个相邻控制信号波形及流向完全不一致，则相关系数取值为0。以此为依据，为下文计算10kv配电变压器噪声辐射控制频率提供波形数据。
2.4计算10kv配电变压器噪声辐射控制频率
根据传输得到的10kv配电变压器噪声辐射控制数据，计算10kv配电变压器噪声辐射控制频率。计算时，首先给10kv配电变压器一个已知的数值，利用该数值，自动给出10kv配电变压器一个原始恒定的噪声辐射速度，待10kv配电变压器运行一段时间后，通过改变这一定值，计算相关当量控制10kv配电变压器噪声辐射的频率。设10kv配电变压器噪声辐射控制频率为β，可得公式（5）：
公式（5）中，K指的是10kv配电变压器在实际运行过程中的比例系数;f （x）指的是10kv配电变压器噪声辐射控制采样时与实际定量之间的偏差;j指的是控制误差比例系数。利用上述公式，计算出10kv配电变压器噪声辐射控制频率。
2.5实现10kv配电变压器噪声辐射控制
得到10kv配电变压器噪声辐射控制频率后，利用计算机接口控制10kv配电变压器噪声辐射，通过在计算机中映射出两个4位数的8进制数，最终获得在每个控制点位上的控制数]。再利用特定的变量数据对10kv配电变压器噪声辐射控制数据映射，形成区域性的映射。将10kv配电变压器噪声辐射控制数据转换为具体的参数控制，用户只需事先将规定的10kv配电变压器噪声辐射控制限制输入到系统当中，通过系统自动检测是否执行控制参数的改变。再利用计算机的端口状态存储控制数据及控制信息，并将其输入到相应的映射区域当中，通过在区域映射中对应的控制语义、词义等分析得出正确的控制结果，实现10kv配电变压器噪声辐射控制功能。
3实例分析
3.1实验准备
构建实例分析，实验对象选择型号为ZFV256 456，BT的10kv配电变压器，其具体参数，如表1所示。
结合表1所示，首先，使用设计的方法控制10kv配电变压器噪声辐射，通过MATALB测试控制波特率，并记录，将其设为实验组;再使用传统方法控制10kv配电变压器噪声辐射，同样通过MATALB测试控制波特率，并记录，将其设为对照组。由此可见，本次实验主要内容为测试两种方法的控制波特率，控制波特率数值越高证明该方法的控制效率越高。通过10次对比实验，针对实验测得的控制波特率，记录实验数据。
3.2实验结果与分析
整理实验数据，如图1所示。
通过图1可知，本文设计的控制方法在相同的相位差中控制波特率明显高于对照组，对10kv配电变压器噪声辐射控制效率更高。
4结束语
通过10kv配电变压器噪声辐射特性及控制方法研究，能够取得一定的研究成果，解决传统10kv配电变压器噪声辐射控制中存在的问题。由此可见，本文设计的方法是具有现实意义的，能够指导10kv配电变压器噪声辐射控制方法优化。在后期的发展中，应加大本文设计方法在10kv配电变压器噪声辐射控制中的应用力度。截止目前，国内外针对10kv配电变压器噪声辐射控制研究仍存在一些问题，在日后的研究中还需要进一步对10kv配电变压器的优化设计提出深入研究，为提高10kv配电变压器的综合性能提供参考。
参考文献：
[1]汲胜昌， 师愉航， 张凡，等. 电力变压器振动与噪声及其控制措施研究现状与展望[J]. 高压电器， 2019， 55 （11）：9-25.
[2]王天正， 张超， 赵欣哲，等. 基于电力变压器噪声特性的声学超材料降噪方法[J]. 高壓电器， 2019， 55 （11）：285-290.
[3]华雪莹， 査智明. 特高压工程变电站噪声特性及控制性措施研究[J]. 工程技术与管理（英文）， 2018， 002（008）：477-478.
[4]张星星. 大型电力变压器的噪声分析与控制方法研究[J]. 轻松学电脑， 2019， 001（018）：1-1.
[5]常群英. 10kV配电变压器保护配置方式的合理选择[J]. 百科论坛电子杂志， 2019， 001（003）：350.
（作者单位：国网十堰东风供电公司）
作者简介：郝振晓（1983年5月—），男，汉，湖北省十堰市，本科，中级工程师，城市配电系统。
关键词：10kv配电变压器;噪声辐射特性;控制方法
引言
10kv配电变压器以其低能耗的优势在10kv配电中脱颖而出，受到广泛应用，通过自身具备的无极调速性能，能够实现对电机工作的变压调试[1]。10kv配电变压器能够利用内部IGBT实现对电压的调试，在其运行过程中，由于产生的电磁会产生一定的噪声辐射。因此，分析10kv配电变压器噪声辐射特性是确保10kv配电变压器节能、稳定运行的重要手段。10kv配电变压器的噪声辐射能够直接影响10kv配电的稳定性，导致10kv配电出现失准、失灵的情况，极大程度上制约10kv配电的安全性[2]。在我国，针对10kv配电变压器噪声辐射特性的分析并不少见，但普遍分析较为笼统，没有细致的分析出10kv配电变压器噪声辐射产生的具体原因，导致后期10kv配电变压器噪声辐射控制工作执行困难。为精准控制10kv配电变压器在运行过程中产生的噪声辐射，本文提出10kv配电变压器噪声辐射特性及控制方法研究，致力于在明确10kv配电变压器噪声辐射特性的基础上，设计10kv配电变压器噪声辐射控制方法，进而提高10kv配电变压器噪声辐射控制波特率，实时控制 10kv配电变压器噪声辐射。
1 10kv配电变压器噪声辐射特性
为分析10kv配电变压器噪声辐射特性，必须明确10kv配电变压器噪声辐射原理[3]。基于10kv配电变压器的非线性特征，在10kv配电变压器工作过程中必然会产生谐波，且谐波特性属于高次谐波，高次谐波具有高频的特性，能够在限定范围内发射高频电磁波，进而产生噪声辐射。由此可见，10kv配电变压器的功率越高，噪声辐射越大;反之，则越小。10kv配电变压器噪声辐射的传播方式，是10kv配电变压器噪声辐射独具的特性。基于10kv配电变压器高频电磁波的传导与辐射特性，可通过电路耦合以及电磁辐射的方式传播噪声辐射。电路耦合主要指的是电压畸变，损坏电机铜。电磁辐射主要是通过10kv配电变压器的感应方式，传播噪声辐射。通过分析10kv配电变压器噪声辐射特性，明确10kv配电变压器噪声辐射主要产生的位置以及传播方式，为10kv配电变压器噪声辐射控制提供基础路径支持。
2 10kv配电变压器噪声辐射控制方法
2.1确定10kv配电变压器噪声辐射边界条件
在明确10kv配电变压器噪声辐射特性后，可以通过控制10kv配电变压器噪声輻射，降低变压器噪声辐射对于10kv配电的干扰。本文运用叠加原理，确定10kv配电变压器噪声辐射边界条件。叠加原理指的就是当10kv配电变压器噪声辐射过程中有几个噪声源共同起作用时，可以让其中的一个噪声源单独工作，其它的噪声源不工作。在此基础上，求出这一个噪声源工作时在电阻上产生的瞬时电流值，记为。再让第二个噪声源工作，求出这个噪声源工作时产生的瞬时电流值，记为。让每一个噪声源分别工作一次，求得这些瞬时电流值相加就是所有的噪声源共同工作时的噪声辐射，也就是10kv配电变压器噪声辐射边界条件[4]。设10kv配电变压器噪声辐射时的电压动势集合为，设10kv配电变压器噪声辐射边界为，可得公式（1）。
公式（1）中，b指的是10kv配电变压器噪声辐射点电阻值，w、b均为实数，R为目标函数。将10kv配电变压器噪声辐射边界条件用U-（w·χ）-b来表示，可得公式为：
公式（2）中，IA指的是10kv配电变压器噪声辐射时电压最小对称分量;IB指的是10kv配电变压器噪声辐射时电流最大对称分量。确定10kv配电变压器噪声辐射边界条件是对称分量的概率质量函数最大值与最小值。
2.2采集10kv配电变压器噪声辐射控制信号
确定10kv配电变压器噪声辐射边界条件的基础上，利用馈线终端装置采集10kv配电变压器噪声辐射控制信号，并将采集到的电压信号通过通讯网络传递到控制主站，控制主站将分析上报的电压信号，确定10kv配电变压器噪声辐射区段。由于10kv配电变压器噪声辐射谐振频率通常在4.5kHz左右，电压信号能量主要集中在前二分之一周期，因此将馈线终端装置电压信号采集频率设定在7.5kHz以上，采集电压信号数据长度为二分之一周期。由于电压相关性分析所采用的数据为采集到的电压信号，在对相关系数计算时要保证所有采集上报的电压信号保持同步，如果不是同步采集到的电压信号，会造成分析误差，进而影响到最终的10kv配电变压器噪声辐射控制精度。因此，为了保证后续10kv配电变压器噪声辐射控制准确性，需要处理采集到的信号。本文通过误差传感器将10kv配电变压器各声源的总噪声辐射功率最小化，从而起到10kv配电变压器噪声辐射降噪的目的，进一步保障电压信号的精度。此过程可通过计算方程式加以表示，可得目标函数如公式（3）。
公式（3）中，i指的是10kv配电变压器声源点位个数;P指的是误差传感器处的初级声源声压;PH指的是误差传感器处的次级声源声压。通过公式（3），起到10kv配电变压器噪声辐射降噪的目的，可以将其作为同步信号，以此完成对10kv配电变压器噪声辐射控制信号的采集。
2.3变压器噪声辐射控制电压、电流相关性分析
当10kv配电变压器噪声辐射控制电压处于正在工作状态时，线路上所有电流流向一致，波形一致，具有一定的相似性;当10kv配电变压器噪声辐射控制电压处于故障状态时，第一部分电流会流向电路上游，即与母线方向相同，另一部分电流会流向电路下游，即与母线方向相反，两部分电流波形差异较大，不具有相似性[5]。利用以上变压器噪声辐射控制电压、电流相关性原理，分析采集到的10kv配电变压器噪声辐射控制信号电压、电流相似性。首先，选取两个相邻的控制信号，对其相关系数进行计算，其计算公式如下式（4）所示。 公式（4）中，δ指的是控制信号两个相邻电流相关系数;i1和i2分别指的是两个相邻控制信号;指的是变压器噪声辐射控制指令发生时刻;指的是变压器噪声辐射控制信号的数据长度。利用上述公式计算出两个相邻控制信号的相关系数δ，如果两个相邻控制信号波形及流向一致，相关系数取值为1;如果两个相邻控制信号波形及流向完全不一致，则相关系数取值为0。以此为依据，为下文计算10kv配电变压器噪声辐射控制频率提供波形数据。
2.4计算10kv配电变压器噪声辐射控制频率
根据传输得到的10kv配电变压器噪声辐射控制数据，计算10kv配电变压器噪声辐射控制频率。计算时，首先给10kv配电变压器一个已知的数值，利用该数值，自动给出10kv配电变压器一个原始恒定的噪声辐射速度，待10kv配电变压器运行一段时间后，通过改变这一定值，计算相关当量控制10kv配电变压器噪声辐射的频率。设10kv配电变压器噪声辐射控制频率为β，可得公式（5）：
公式（5）中，K指的是10kv配电变压器在实际运行过程中的比例系数;f （x）指的是10kv配电变压器噪声辐射控制采样时与实际定量之间的偏差;j指的是控制误差比例系数。利用上述公式，计算出10kv配电变压器噪声辐射控制频率。
2.5实现10kv配电变压器噪声辐射控制
得到10kv配电变压器噪声辐射控制频率后，利用计算机接口控制10kv配电变压器噪声辐射，通过在计算机中映射出两个4位数的8进制数，最终获得在每个控制点位上的控制数]。再利用特定的变量数据对10kv配电变压器噪声辐射控制数据映射，形成区域性的映射。将10kv配电变压器噪声辐射控制数据转换为具体的参数控制，用户只需事先将规定的10kv配电变压器噪声辐射控制限制输入到系统当中，通过系统自动检测是否执行控制参数的改变。再利用计算机的端口状态存储控制数据及控制信息，并将其输入到相应的映射区域当中，通过在区域映射中对应的控制语义、词义等分析得出正确的控制结果，实现10kv配电变压器噪声辐射控制功能。
3实例分析
3.1实验准备
构建实例分析，实验对象选择型号为ZFV256 456，BT的10kv配电变压器，其具体参数，如表1所示。
结合表1所示，首先，使用设计的方法控制10kv配电变压器噪声辐射，通过MATALB测试控制波特率，并记录，将其设为实验组;再使用传统方法控制10kv配电变压器噪声辐射，同样通过MATALB测试控制波特率，并记录，将其设为对照组。由此可见，本次实验主要内容为测试两种方法的控制波特率，控制波特率数值越高证明该方法的控制效率越高。通过10次对比实验，针对实验测得的控制波特率，记录实验数据。
3.2实验结果与分析
整理实验数据，如图1所示。
通过图1可知，本文设计的控制方法在相同的相位差中控制波特率明显高于对照组，对10kv配电变压器噪声辐射控制效率更高。
4结束语
通过10kv配电变压器噪声辐射特性及控制方法研究，能够取得一定的研究成果，解决传统10kv配电变压器噪声辐射控制中存在的问题。由此可见，本文设计的方法是具有现实意义的，能够指导10kv配电变压器噪声辐射控制方法优化。在后期的发展中，应加大本文设计方法在10kv配电变压器噪声辐射控制中的应用力度。截止目前，国内外针对10kv配电变压器噪声辐射控制研究仍存在一些问题，在日后的研究中还需要进一步对10kv配电变压器的优化设计提出深入研究，为提高10kv配电变压器的综合性能提供参考。
参考文献：
[1]汲胜昌， 师愉航， 张凡，等. 电力变压器振动与噪声及其控制措施研究现状与展望[J]. 高压电器， 2019， 55 （11）：9-25.
[2]王天正， 张超， 赵欣哲，等. 基于电力变压器噪声特性的声学超材料降噪方法[J]. 高壓电器， 2019， 55 （11）：285-290.
[3]华雪莹， 査智明. 特高压工程变电站噪声特性及控制性措施研究[J]. 工程技术与管理（英文）， 2018， 002（008）：477-478.
[4]张星星. 大型电力变压器的噪声分析与控制方法研究[J]. 轻松学电脑， 2019， 001（018）：1-1.
[5]常群英. 10kV配电变压器保护配置方式的合理选择[J]. 百科论坛电子杂志， 2019， 001（003）：350.
（作者单位：国网十堰东风供电公司）
作者简介：郝振晓（1983年5月—），男，汉，湖北省十堰市，本科，中级工程师，城市配电系统。