换流变网侧套管电连接结构的地震响应分析

电连接结构是换流变压器套管载流回路的关键部件,为探究套管电连接结构在地震作用下的响应特性及规律,针对±800k V换流变压器的网侧套管端部面面压接型电连接结构,建立了精细化有限元模型,对电接触面进行了不同强度地震输入作用下的动态接触响应分析。根据接触应力与接触电阻的反比例关系,对节点接触应力水平进行了三级分类,不同接触应力水平分别对应接触电阻不同的变化程度。结果表明:地震作用会使导电杆底部出现较大弯矩,导致电接触面产生不均匀变形;在电接触面的最不利时刻,接触应力分布存在明显的规律:接触应力最小的区域集中分布于载流底板内环的半圈,以及外环的对向半圈;在地面峰值加速度为0.4g(g=9.8 m/s)的地震激励下,电连接结构的接触应力较正常工况下降1/3的区域面积占比达到一半。在网侧套管电连接结构的设计中应对地震作用下导电杆产生的影响给予充分考虑,并采取措施改善电连接结构地震作用下的电接触性能。

特高压换流变压器套管电连接结构地震累积效应评估方法研究

地震作用下换流变压器套管会产生位移响应,响应剧烈时其尾端电连接结构可能产生损伤。为了研究地震作用下换流变压器阀侧套管电连接结构的损伤累积效应,文中以换流变压器套管表带触指型电连接结构作为研究对象,建立了精细化的有限元模型。通过有限元计算,可以得到重力和地震作用下表带页片和连接母头内壁的接触压强和位移响应。基于Archard磨损模型,提出了一种在地震作用下表带触指磨损深度的计算方法。以磨损深度作为地震损伤累积的指标,对不同地震强度下表带触指页片磨损的程度进行了对比分析,计算了多次地震作用下的累积磨损深度。发现随着地震强度提高,表带触指的接触压强变化不大,但摩擦行程有较高程度的增大,使得磨损深度也会进一步加深。在不同强度的地震作用下,磨损的分布呈现不均匀但规律的特点,磨损深度的最大值总是出现在最远离连接公头根部的表带的上方页片。重力作用对电连接结构不同部件的磨损差异影响很大。尽管单次地震作用下磨损深度总体较小,仍旧存在局部磨损破坏的可能,应当重视地震作用下的损伤累积效应。