Mesures de puissance acoustique de gros transformateurs électriques
Cet article de blog présente une étude de cas des complexités et des limites associées aux mesures du son en champ proche des transformateurs, et examine les avantages des méthodes de mesure de l’intensité sonore et de la pression acoustique décalée.
La méthode standard de l’industrie pour quantifier les niveaux d’émission acoustique des transformateurs électriques est décrite dans la norme IEEE C57.12.90, qui détaille une procédure nécessitant des mesures de pression acoustique à des distances et des élévations en champ proche spécifiées autour d’un transformateur. Malgré l’utilisation généralisée de ces méthodes de mesure dans l’ensemble de l’industrie, l’expérience récente sur le terrain de HGC Bruit Vibrations Acoustique a montré que les mesures des niveaux de pression acoustique effectuées à ces distances de mesure spécifiées peuvent entraîner une surestimation des niveaux de puissance acoustique, tels que déterminés par les mesures sonores en champ lointain.
Mesures de l’intensité sonore
Des mesures de l’intensité acoustique des transformateurs ont également été utilisées, en utilisant les méthodes de la norme ISO 9614-1, qui ont également vérifié que les mesures de pression acoustique en champ proche peuvent entraîner une surestimation des niveaux sonores. On pense que c’est le résultat de la réactivité acoustique dans le champ proche du réservoir du transformateur. Pour améliorer la précision des mesures acoustiques des transformateurs, la norme ISO 9614-2, ainsi que des éléments des normes CEI 60076-10 et 60076-10-1 ont été utilisés par nos ingénieurs acousticiens et ont montré de meilleurs résultats.
« Notre étude suggère fortement que les mesures de pression acoustique effectuées conformément à la norme IEEE C57.12.90 doivent être traitées comme suspectes et utilisées avec prudence. »
Normes de mesure des émissions sonores pour les transformateurs
La norme la plus couramment utilisée dans l’industrie pour mesurer les émissions sonores des transformateurs est la norme IEEE C57.12.90,. Les emplacements de mesure spécifiés dans cette norme sont relativement très proches du réservoir du transformateur (0,3 mètre en l’absence de ventilateurs de refroidissement). On peut supposer que cette distance de décalage rapproché a été choisie pour minimiser les interférences potentielles dues au bruit de fond et à la réverbération de la pièce dans les situations où le transformateur serait mesuré à l’intérieur – peut-être dans l’usine du fabricant. Cependant, les résultats de cette étude indiquent que les positions de mesure spécifiées dans la norme IEEE C57.12.90 peuvent être trop proches, ce qui tend à entraîner une surestimation des émissions sonores, en raison de la réactivité acoustique en champ proche.
Le champ proche acoustique est la zone autour d’une source sonore où la distance à la surface rayonnante de la source est inférieure à la longueur d’onde du son. Dans cette zone, le champ sonore est complexe, et il existe des composantes « réactives » de la pression acoustique qui ne se propagent pas au champ lointain.
Au cours des cinq dernières années, le personnel de HGC Bruit Vibrations Acoustique a eu l’occasion d’effectuer des mesures acoustiques de plus de 100 gros transformateurs électriques dans toute la province de l’Ontario en tant que partenaire de soutien en consultation acoustique d’Hydro One, le seul distributeur d’électricité de la province. En général, des techniques de mesure de l’intensité sonore ont été utilisées pour mesurer les niveaux sonores à la source des transformateurs et de tout autre équipement produisant du son dans les stations, et des techniques de mesure de la pression acoustique ont été utilisées pour mesurer les niveaux sonores en champ lointain à des fins de vérification.
Tableau des niveaux de puissance acoustique des réservoirs de transformateur
Les données de mesure spécifiques qui ont servi de base à cette étude résultent de circonstances dans lesquelles la méthode de pression acoustique en champ proche de l’IEEE a été utilisée par d’autres pour mesurer les émissions sonores in situ de deux grands transformateurs de 750 MVA. Les résultats de ces mesures semblaient en contradiction avec une série de mesures en champ lointain. Afin d’étudier cette divergence, nos ingénieurs acousticiens ont eu l’occasion de remesurer les émissions sonores des transformateurs en utilisant à la fois la pression acoustique et l’intensité acoustique de la norme ISO 9614-1, simultanément aux emplacements en champ proche spécifiés par la norme IIEEE C57.12.90 et aux emplacements en champ lointain suggérés par la norme CEI 60076-10-1
Mesures de pression acoustique vs mesures d’intensité sonore
Une comparaison des différents résultats de mesure indique que les mesures de pression acoustique en champ proche tendent à surestimer les niveaux d’émission de puissance acoustique du transformateur de 10 à 12 dB, alors que les mesures d’intensité sonore en champ proche et les mesures de pression en champ lointain et d’intensité acoustique ne le font pas.
Par conséquent, notre étude suggère fortement que les mesures de pression acoustique effectuées conformément à la norme IEEE C57.12.90 doivent être traitées comme suspectes et utilisées avec prudence. Nos résultats indiquent qu’il est préférable soit d’utiliser des méthodes d’intensité acoustique pour les mesures en champ proche, soit de choisir des emplacements de mesure plus éloignés du transformateur, conformément à la norme CEI 60076-10-1, si des méthodes de pression acoustique doivent être utilisées.