330kV临江变电站主控楼的隔震设计与应用

5.12汶川大地震的震害资料表明,目前各级变电站主控楼等建(构)筑物的抗震能力较为薄弱,对位于地震频发区域的枢纽变电站采用隔震技术对提高主控楼的抗震能力很有必要.根据330 kV临江变电站主控楼的结构特点,开展了主控楼隔震层的隔震支座选型与布置设计,并对主控楼隔震设计进行了有限元分析与验算.分析表明,合理采用隔震技术可...     

高压电气设备瓷套管与法兰连接的弯曲刚度研究

通过分析高压电气设施结构法兰与瓷套管连接节点的构造特征,建立了基于瓷柱、法兰弯曲变形和胶装材料挤压变形描述的节点弯曲承载力学模型,然后通过理论推导提出了一个瓷套管与法兰连接等效弯曲刚度的解析公式;最后通过一个500 k V避雷器试验数据对本文提出的公式进行了验证。结果表明:应用本文公式得到结果与试验结果吻合;与我国现行电力设施抗震设计规范公式对比,新建公式计算结果误差为1.91%。本文公式由力学模型直接推导建立,不包含经验系数,能够揭示法兰与瓷套管连接部位的承弯机制,可用于电气设施结构的抗震计算。     

安装新型铅减震器的500kV氧化锌避雷器抗震

500kV氧化锌避雷器为重心较高的单级电器设备,在地震作用下弯曲变形占据较大的比例,而其本体材料为脆性材料且根部承受弯矩的能力有限,因此这类电器设备在强烈地震作用下极易损坏.为避免地震对这类设备的损坏,在避雷器底部安装了新型铅减震器.对500kV氧化锌避雷器三维有限元分析表明:新型铅减震器不仅可以降低这种避雷器顶部的加速度反应和位移反应,而且使其瓷套管底部应力减少61%以上,且输入地震动越强,减震效果越明显;此外,新型铅减震器可为避雷器提供一定的初始刚度.计算与试验结果比较吻合,证明所建立的三维有限元避雷器模型是合理的.     

杆塔基础沉降对输电塔线体系风振响应的影响研究

输电塔是高柔度的风敏感结构，若输电塔地基不均匀沉降后再遭遇台风侵袭将对输电塔安全性造成严重危害。为评估地基沉降对输电塔抗风能力的影响，建立了输电塔线体系耦合有限元模型，对比分析了台风作用下不同地基倾斜角度下输电塔线体系风振响应、风振系数和主材应力变化规律。研究表明：相同的倾斜角度下，横线向倾斜较顺线向倾斜风振响应均方根值增加明显，最大增幅为40%；地基沉降所导致的结构倾斜，会导致风振系数超过规范值，最不利情况会导致风振系数超过规范值9.6%；压应力变化规律与风振系数变化规律一致，倾斜5°工况下压应力增加最大，较未倾斜时塔腿压应力增加了16.1%。研究成果对台风多发地区输电塔抗风评估及安全运行具有重要的参考价值。     

大型电力变压器油箱辐射噪声预估研究

针对电力变压器噪声分析的工程需求,开展了基于间接边界元理论的大型电力变压器的油箱辐射噪声预估研究,运用LMS大型声学软件建立了变压器油箱声场计算模型,并采用实测的变压器油箱表面法向振动加速度预估了变压器油箱辐射噪声声场。通过数值仿真结果与实测结果对比分析表明,文中提出的噪声预估方法对于预估变压器油箱辐射噪声声场是有效的和可行的,通过改变变压器油箱的结构,可为电力变压器的低噪声设计提供参考依据。     

钢管组合大跨越输电塔导地线耦合效应研究

利用ANSYS软件建立了跨越珠江铁桩水道的220kV钢管组合大跨越输电塔线体系的空间数值分析模型。通过对实际工程进行环境振动测试,识别出输电塔耦合导地线的振动模态,验证了输电塔线体系有限元模型和理论计算的正确性。从动力特性和地震反应方面研究了单塔和塔线体系的动力特性和地震响应特点,分析得到关于输电塔导地线耦合效应的初步认识,进一步揭示了导地线对输电塔的耦合作用规律。研究表明,悬挂的导地线不仅具有质量效应,同时在线路的纵向和侧向还施加了一定的刚度效应。地震反应分析中可知导地线对输电塔具有一定的减震效应,并指出导地线的减震效应是否具有普遍性,还需要进一步研究。上述研究对类似输电塔的抗震、抗风设计有一定参考意义。     

振动模态识别技术在输电塔线动力特性研究中的应用

输电塔线体系是一种复杂的空间塔线耦联振动体系,体系动力特性计算中由于导地线的振型密集,输电塔的振型难以清辨。在对输电塔线体系的动力特性研究中,采用白噪声激励体系,得到输电塔耦合了导地线的响应;利用振动模态识别技术,可得到输电塔耦合了导地线的低阶模态。此外,在实际工程现场进行了环境振动测试,识别输电塔耦合了导地线的低阶模态,验证了数值计算模型和理论模态识别的正确性。     

安装新型铅减震器的220kV断路器振动台试验

通过对安装新型铅减震器的220 kV断路器振动台试验,分析了新型铅减震器的减震效果。试验结果表明:新型铅减震器不仅可以降低断路器顶部的加速度和位移,使底部瓷套管最大应变减少53%以上,而且输入地震动越强其减震效果越明显。此外,这种减震器还可为断路器提供一定的初始刚度。     

地下变电站结构振动与噪声相关性及预估方法

城镇地下或户内变电站的结构振动与噪声的传播与环境问题越来越受到广泛的关注。以220 kV朝阳门地下变电站及其耦连建筑作为测试研究对象，首先开展了不同测点振动与振源的传递函数及相干函数分析，开展了楼板振动与噪声的互谱函数及相干函数分析；其次开展了楼板振动与噪声的相关性分析及对应关系的曲线拟合；最后对变电站楼板振动在平面、立面内随距离衰减进行了分析与曲线拟合。分析研究得出：变电站内结构振动与噪声和变压器油箱振动的频谱特征相似程度很高，各测点振动信号主要来源于变压器。变电站及耦连建筑楼板测点振动与噪声的总体相关性系数达到了0.75，并通过线性曲线拟合得到了由楼板振级推算声级的预估公式。随着水平距离与竖向距离的增加，楼板振动都呈现非线性衰减特性，但距离增大到一定时候，衰减不再显著。此外，通过非线性曲线拟合得到了楼板振级随距离衰减的预估公式。     

大型电力变压器及套管振动台抗震试验研究

5.12汶川大地震等国内外的震害经验表明：变压器及套管在强震作用下的抗震能力比较薄弱。目前,利用振动台模拟地震试验是研究变压器及套管抗震性能最准确、最先进的手段。本文首先根据中国现有变压器的结构特点,设计了一台变压器试验模型, 其中220kV、500kV套管为国内生产的真型套管,同工程实际一样安装在变压器模型上。首先,提出了三等级变压器抗震能力考核水平的新概念;其次,在白噪声激励下的完成了变压器及套管的动力特性测试;最后,输入X、Y单向实震记录、人工波、共振拍波等地震波,开展变压器及套管的在普通和中等抗震能力水平下的振动台模拟地震试验,得到了试验对象关键部位的加速度、位移及应变等地震响应时程曲线。通过上述研究,进一步掌握了变压器及套管体系的地震响应规律和抗震薄弱环节。试验研究对今后变压器及套管的抗震设计或修正相关规程、规范具有重要的参考意义。