DOI:10.3969/j.issn.2095-509X.2018.11.009
支撑式换流阀塔的抗地震设计
高 彪,张伟为,于海波,刘国伟
(南京南瑞继保电气有限公司,江苏南京 211100)
摘要:为应对柔性直流输电对阀塔结构越来越高的抗震要求,首先建立支撑式换流阀塔的有限元模型,进行抗震分析,同时搭建实物进行地震振动台试验三然后对仿真分析与地震台试验的结果进行分析对比,证明所设计的支撑式换流阀塔结构具有较强的抗震性能,研究成果对阀塔的设计二仿真及工程应用具有指导意义三关键词:换流阀塔;仿真分析;地震试验
中图分类号:TM561 文献标识码:A 文章编号:2095-509X (2018)11-0035-05 柔性直流输电在解决远距离二大容量输电,新能源分布式电源接入以及特大型交直流混合电网面临的诸多问题时,具有其独特的优势[1]三我国幅员辽阔,同时新能源发展较快,因此近几年我国的柔性直流输电发展进入高速期三同时,柔性直流输电的核心器件绝缘栅双极型晶体管二电容以及系统中的直流断路器也取得了较大进展,柔性直流输电正在往高电压二大容量发展,这就带来了阀塔的高度及质量的增加,同时对阀塔结构的抗震要求也越来越严格三一般柔性直流输电换流阀塔的抗震性能是通过理论粗略估算或者仿真分析进行评估[2-3],但这样的计算模型可能会存在一定的偏差并且忽略一些阀塔结构细节三
本文以南京南瑞继保电气有限公司(以下简称本公司)的一款支撑式换流阀塔为研究对象,用仿真结合试验的方法分析阀塔的抗震特性,以便为换流阀塔结构的优化设计提供参考三
1 换流阀塔结构及仿真试验模型
该款支撑式换流阀塔中,几个子模块组成1个阀段,每层通过几个阀段组合后逐层叠加而成单塔,然后2个单塔背靠背通过斜拉绝缘子及连接件组成环抱式阀塔三该阀塔结构为单塔2段4层二两塔背靠背环抱而成,考虑到试验的可行性以及试验对象的考察价值,选择单塔1段4层二两塔背靠背环抱而成的结构作为计算和试验对象三在抗震性能方面,单塔2段4层的结构形式优于单塔1段4
层的结构形式,因此如果单塔1段4层二两塔背靠背环抱而成的计算和试验对象通过抗震校核,则单塔2段4层二背靠背2塔环抱而成的结构也必然能满足抗震要求三
在考察阀塔承载能力时,考虑到阀塔内部实际子模块的生产成本较高,子模块以等质量二等质心的配重块代替三图1为本次仿真和试验的阀塔模型图,图中阀塔长约2.6m,宽约4.6m,高约10.0m,质量约16.5t三
图1 仿真试验模型示意图
2 换流阀塔抗震仿真分析
2.1 有限元模型
研究所用模型确定后,需要建立阀塔的有限元计算模型三本次抗震仿真分析基于有限元计算软件ANSYS,选取梁二杆二壳及质量单元[4-5]建立有
收稿日期:2017-07-28
作者简介:高彪(1986 ),男,江苏高邮人,南京南瑞继保电气有限公司工程师,硕士,主要从事电力一次设备的设计工作三
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53四2018年11月 机械设计与制造工程 Nov.2018第47卷第11期 Machine Design and Manufacturing Engineering Vol.47No.11万方数据