换流站/变电站设备产生的低频线谱噪声是电力系统最难以有效控制、最受公众关注的主要指标。在国家自然科学基金、国网公司重点科技项目资助下,国网陕西电科院、西安交通大学、中国电科院等9家单位持续开展10余年产学研用联合攻关,构建了解决换流站/变电站设备噪声问题的完整技术体系,实现了设备产业升级,取得了如下重大原创性成果:
1.揭示了换流站/变电站设备的亚谐共振与超谐共振现象及其机理,明确了噪声产生过程中“电磁激励-结构振动-噪声辐射”的相互作用关系;构建了表征谐波加载与振动响应关系的电致振动频响函数,发明了谐波加载条件下设备噪声预测方法。
2.提出了基于电致振动频响特性的换流站/变电站设备本体降噪方法,研制了适用于变压器、电抗器的器身表面动力止振消音器和适用于电容器的内部插入式质量-刚度调谐减振装置,解决了设备本体噪声控制难题。
3.发明了复杂声场矢量阵列多维识别与复声压空间叠加计算方法,实现了噪声源高精度定位,获得了换流站/变电站广域声场量级分布,提出了物理空间优化布置与声波靶向阻隔的复杂声场调控方法。
制订了我国主导的首个电容器IEC国际标准,国家标准2项,其他标准6项,获授权发明专利23项,发表论文90篇(SCI/EI检索49篇),成果应用于低噪声变压器、电容器和电抗器设计、生产、制造,实现了我国电容器产业升级。近三年经济效益1.06亿元,利润超0.38亿元。