带有滑动摩擦摆支座的500 kV变压器地震响应

500kV变压器在强震作用下具有较高的易损性。该文基于双线性滞回曲线,提出用弹簧–摩擦耦合模型对滑动摩擦摆支座进行简化,建立了500kV变压器及滑动摩擦摆支座的有限元数值仿真模型,计算并对比了隔震前后变压器的地震响应。结果表明:隔震前的变压器中,瓷质高压套管根部有发生破坏的风险;弹簧–摩擦耦合模型与滑动摩擦摆支座的力学性质等效,可作为一种简化模型用于支座的数值模拟;滑动摩擦摆支座具有典型的非线性特征,安装隔震支座后,变压器的地震响应不再随峰值地面加速度的变化而线性变化;滑动摩擦摆支座的隔震效率随峰值地面加速度的增加而提高。滑动摩擦摆支座能在地震中大幅度降低500kV变压器地震响应,避免瓷质套管的破坏,并且可以适用于高烈度地区的减隔震工程。

导电杆预拉力对换流变套管抗震性能的影响

特高压换流变压器是换流站的关键设备,套管是影响换流变抗震性能的一个重要组件。为评估换流变套管的抗震性能,建立了±800 kV换流变—套管体系的精细化有限元模型,获得了体系的动力特性和地震响应,研究了套管内部导电杆预拉力对套管动力特性和地震响应的影响。结果表明:当套管内导电杆所受预拉力较小时,结构基本振型表现为导电杆的振动,加大预拉力可有效提升套管自振频率;适当增加导电杆预拉力,可以显著减小地震作用下导电杆与套管内壁的相对位移响应,有利于提高套管电气性能,且对套筒应力响应无明显影响;地震作用下阀侧套管端部的位移响应较大,工程设计中应予以重视,防止出现牵拉破坏或影响电气功能的其他问题。

特高压换流站换流变体系抗震韧性评估方法

换流变体系是特高压换流站内的重要设备体系,一旦受损将会导致换流站电气功能严重损失,并且需要大量时间进行修复,有必要从抗震韧性的角度对其进行综合评估。因此提出一种特高压换流站换流变体系抗震韧性评估方法,给出与换流变体系状态相关的换流站功能状态函数,并定义了抗震韧性指标及经济性指标。结合换流变压器易损性曲线,提出了基于蒙特卡洛模拟的指标计算方法。以典型±800kV换流站内的换流变体系为例,考虑了增设备品、隔震改造等不同抗震提升措施,从而对换流变体系进行抗震韧性评估。结果表明:该评估方法能够对换流变体系的抗震韧性和经济性进行量化分析,可用于既有换流变体系抗震韧性评估及抗震提升措施的优化分析。

变压器–套管体系抗震加固理论分析及振动台试验

抗震加固可以抑制变压器升高座摆动,降低套管的地震响应,减轻套管震害。该文基于串联分布参数模型,建立了加固后的变压器–套管体系理论模型,通过变压器仿真模型振动台试验验证了加固方法的有效性和理论模型的准确性,并通过参数分析获取了加固支撑的最优参数。结果表明:安装加固支撑后变压器–套管体系地震响应降低,降低率最高可达20%以上;理论计算结果与试验结果吻合较好;支撑安装角度、轴向刚度和抗弯刚度等参数存在最优取值,使加固后的变压器–套管体系地震响应明显降低且加固支撑制造成本适中。该方法能够很好地减小升高座摆动对套管地震响应的放大效应,理论模型可用于确定支撑的最优参数,为支撑设计提供指导。