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变压器抗地震性能的研究

郭振岩  
【摘要】:我国的很多地区处于地震高发区,地震所造成的直接经济损失数以亿计,间接经济损失更是无法估算。而由于电力设施的损坏使得救援工作无法顺利进行是使间接经济损失增多的原因之一。 变压器是输变电系统中的主要设备之一,如果变压器在地震中遭到破坏,将使供电中断,对震灾过后的其它工作将造成直接影响,所以本文就变压器的抗地震性能进行研究。 目前抗地震计算方法主要有:净力法、反应谱法和逐步积分法。净力法的计算结果与实际情况差距较大,正被逐步淘汰;反应谱法是考虑结构动力特性和地面运动特征的动力分析法,这个方法由于理论简便,所以计算省时;直接动力分析法(也称逐步积分法)是根据设计地震的地面运动加速度过程,直接计算结构的地震反应,这个方法比较符合实际,但计算量很大。以上方法在建筑等领域已经有了广泛的应用,但在电器产品抗地震性能计算上的应用还很贫乏。所以本文要将其他领域的计算方法移植到变压器抗地震计算中。文中分别对反映谱理论和逐步积分法在分析变压器抗地震性能的应用上进行了论述,通过相应的计算推导,建立了适用于计算变压器耐受地震能力的仿真计算方法。 为了使研究工作更具有实际意义,在国内首次以一台电压等级为10kV容量为630kVA的实际变压器做为被试品,在震动台上做了地震仿真试验。了解了在地震载荷作用下,变压器结构整体性能的变化情况、箱壁的变形情况、套管的受力情况等。通过试验得到了很宝贵的实测数据,并对所取得的数据进行了系统的总结和分析,为验证仿真计算程序的正确性和进一步完善计算程序奠定了基础。 通过实际变压器产品的抗地震试验,取得了第一手的宝贵数据;通过仿真计算程序的应用,找到了变压器在地震时的薄弱环节。根据以上工作,最后给出了变压器抗地震设计的技术和计算准则。在地震时,变压器套管根部的断裂、变压器底座同轨道的焊缝破裂或底座从轨道里脱离出来、变压器的附属设备和地脚螺栓剪断等都是变压器在地震时的主要损坏现象,所以在变压器设计及现场安装时,对套管的抗地震性能及变压器安


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