基底隔震高压隔离开关抗震性能分析

在以往的大地震中,高压隔离开关均遭受了严重的损坏,此类设备的损坏主要由于瓷柱脆性破坏造成。以往该类设备抗震性能的研究主要集中于瓷柱以及支架的研究。实际情况表明,高压隔离开关自身特点决定了仅依靠增强瓷套管及其支架的刚度,不能够从根本上解决其抗震问题。高压隔离开关设置基底隔震层,通过隔震系统的滑移吸收地震能量,基础只将有限的地震能量传给上部结构,减震效果显著。地震时程分析证明,基底隔震高压隔离开关具有较大的安全储备。     

1 000kV避雷器隔震性能的有限元分析

地震中变电站的高压电气设备易损性极高。为探讨隔震技术在特高压电气设备中的适用性,利用ANSYS有限元分析软件,分别建立了1 000kV带支架避雷器结构隔震前后的有限元模型,输入地震波时程进行动力时程响应分析。结果表明,采用基底隔震后的避雷器结构基频降低,顶端位移响应、各点加速度响应、瓷瓶根部弯曲应力较隔震前的响应都有不同程度的减小,验证了隔震系统的有效性,为隔震技术在特高压电气设备上的实际应用提供了依据。     

500 kV变压器地震易损性分析北大核心CSCD

变压器作为电力系统中的关键设备,其在地震作用下的易损性较高。为了对变压器的地震易损性进行评估,文中建立了某500 kV变压器的精细化有限元模型,通过模态及地震响应分析确定了变压器的抗震薄弱位置及关键响应,并以关键响应水平为失效判据,选取30条天然地震动对变压器进行地震易损性分析,采用对数正态分布拟合得到地震易损性曲线。针对变压器抗震薄弱位置,提出基底布置摩擦摆隔震支座的方法对其抗震性能进行提升优化。结果表明:高压套管为设备薄弱位置,关键响应为套管根部弯矩响应和顶部位移响应,相应的设备失效模式以根部强度破坏与顶部牵拉破坏为主,其中由于变压器整体重心偏向A相高压套管,导致其失效概率高于其他相套管。地震作用下,高压套管发生根部强度破坏的概率高于牵拉破坏,在基底布置摩擦摆支座后,套管根部弯矩响应得到大幅降低,并且顶部位移响应增大幅度较小,几乎可以忽略隔震支座对套管顶部位移的放大作用。变压器高压套管具有较高的地震易损性,在抗震提升措施中,建议采取摩擦摆支座基底隔震方法来降低套管的地震易损性。     

高压断路器的抗震性能分析

高压电瓷型电气设备的地震易损性极高,而抗震研究较少.选取一种在500 kV线路中常用的瓷柱式FS6断路器,利用有限元分析软件ANSYS对其进行自振特性分析;并用反应谱法对其进行抗震性能分析.结果表明:该设备强度可抵抗8度地震,9度时不满足强度要求.还提出了模型建立过程中应注意的问题,并提出了几点展望.为电瓷型电气设备的减隔震设计提供理论参考.     

高压断路器抗震能力分析及抗震减震措施

高压断路器是电力系统中发挥重要作用的关键电气设备之一,但抗震能力较为薄弱。笔者对汶川地震中部分变电站断路器的震害进行了分析,另外,分析了振动台抗震试验中不同地震输入下SF6断路器的加速度和应变响应。分析表明,地震烈度在Ⅶ度以上地区的断路器主要有4种典型的震害型式,损坏较为严重,有必要采取有效的抗震措施提高断路器的抗震能力。除了采用传统抗震技术提高断路器抗震能力外,隔震减震技术也是一种有效的方式,该技术具有减震机理清晰,减震效果明显的优势。结合断路器的结构特点,提出了适用的3种有效的隔震减震技术方案,为今后开展断路器等电气设备的抗震设计与加固改造提供参考。     

地震作用下断路器动力时程分析及阻尼效应研究

结合我国现行电力设施抗震设计规范(GB50260—96)、高压开关抗震试验标准(GB/T13549—92)及国际标准(IEEEStd693—2005),对电气设备的抗震分析与设计进行了讨论,提出了有关电气设备抗震设计中的一些关键问题,比如说动力时程分析中的地震动输入、支架动力放大系数、抗震设防等级等。首先采用ANSYS软件,以一220kV瓷柱型SF6断路器为研究对象,建立其有限元模型,开展了三类地震输入下的动力时程分析,详细介绍了电气设备动力时程分析方法。并通过对断路器关键节点和部位的位移、加速度及应力等参数的分析,得到了有关支架动力放大系数、支架设计、地震动输入、设备抗震能力等方面的一些结论;其次,通过调整断路器支架体系阻尼比的参数分析,得到了三类地震输入下的阻尼比对断路器地震响应的一些规律,适当提高设备体系的阻尼比,可显著提高设备的抗震能力。上述分析与研究对对改进高压电气设备抗震设计有一定的借鉴意义,对修订我国高压电气设备的抗震设计规范和制定相关标准有参考意义。     

特高压换流站高压换流变及防火墙上设备减隔震分析研究北大核心CSCD

高端换流变及防火墙区域作为特高压换流站重要的电气功能区域,具有设备跨度大,结构高耸,抗震性能要求高等特点。以西南地区某±800 kV换流站为研究对象,首先结合模态分析研究了高端换流变及防火墙上电气设备抗震薄弱环节,然后对±800 kV换流变及防火墙上的±500 kV避雷器、互感器、绝缘子等设备进行抗震分析,得到设备应力、位移等响应。分别对高压换流变及防火墙上电气设备进行了隔震设计及减震设计,最后开展了9度设防地震作用下各设备结构整体的地震响应计算,对比分析了隔震、减震前后各电气设备套管关键部位的应力、位移响应。结果显示:原电气结构,采用隔震、减震设计的换流变套管及防火墙上电气设备的应力大幅度减小,隔震及减震设计显著提高了整体结构的抗震性能。     

高压隔离开关过热的原因分析及防止措施

电力系统中有大量的高压隔离开关。各种电气设备往往需要与隔离开关配合使用。隔离开关的使用数量可达断路器的4～5倍。隔离开关是电力系统正常运行及设备所维修不可少的电气元件,它的安全运行直接影响到电力系统的可靠安全运行。至1991年底,我局变电工区所属变电所共装有220kV隔离开关86组、110kV隔离开关167组、35kV隔离开关231组、10kV隔离开关297组,共781组,其中:户     

基于DSP高压配电系统协调控制方法

电力系统包括发电、输电、变电、配电、用电等环节,其中配电是距离用户最近的单元.配电系统的安全稳定运行至关重要,直接关系到用户的稳定用电.在高压配电系统中,电气设备包括高压熔断器、断路器、隔离开关及避雷器等.传统的高压配电系统故障时,虽然断路器或隔离开关断开动作作为保护,但不能在故障前发现问题.为此,提出基于DSP的高压配电系统协调控制方法,通过DSP采集电气设备的运行数据,作为协调控制系统依据,保证高压配电系统的安全稳定运行.     

不同材料对特高压GIS套管抗震性能的影响研究北大核心CSCD

现有变电站电气设备的套管多采用陶瓷或玻璃钢纤维复合材料制成。为研究不同材料对特高压气体绝缘开关套管抗震性能的影响,根据实际工程所用的套管结构,文中分别建立了特高压气体绝缘开关瓷套管和复合套管有限元模型,探究了其动力特性及地震响应。结果表明,复合套管前两阶自振频率均小于瓷套管,且仅在瓷套管模型中发现了母线支筒顶部产生的局部变形;在相同强度地震动输入下,复合套管的加速度、应力以及顶部相对位移响应均大于瓷套管,两种材料套管均满足抗震设防烈度为8度且设计地震加速度为0.4 g的抗震要求;复合套管的应力安全系数大于瓷套管,表现了较为良好的抗震性能,但在抗震设计时应重点关注复合套管的母线冗余度。