大型換流變壓器鐵心夾件強度計算分析研究

王海磊

1.概述

特高壓輸電直流具有線路造價低，線路損線路損耗小、系統(tǒng)穩(wěn)定性強、運行可靠、適用于遠距離大容量電力輸送以及容易實現(xiàn)非同步電網(wǎng)間互聯(lián)等諸多優(yōu)點，因此直流輸電系統(tǒng)在未來仍有較快的發(fā)展。

隨著我國直流輸電工程中換流變壓器容量越來越大，鐵心直徑，重量均超過歷史極值。鐵心不僅是變壓器的主磁通和部分漏磁通流通的回路，更是是安裝器身的骨架，對于變壓器的電磁性能和機械強度來講是極為重要的部件。對大型換流變壓器鐵心強度計算分析，保證鐵心安全牢固是極其重要。

1.1換流變壓器鐵心結(jié)構(gòu)：

換流變壓器鐵心多采用單相四柱式（兩主柱并聯(lián)）。鐵心疊片由夾緊裝置（夾件，拉板，拉帶，撐板及撐緊絕緣）緊固在一起，從而形成完整而牢固的鐵心結(jié)構(gòu)。

2.鐵心強度計算分析

2.1鐵心夾件強度計算

換流變壓器鐵心既是變壓器的磁路，又是變壓器骨架。鐵心的機械強度直接關(guān)系著換流變的強度，以裕隆大型換流變?yōu)槔梅抡孳浖?對鐵心強度進行計算：

2.2計算對象：

橫、縱載荷下的上夾件，材料主要為Q345，只有第一、第二和第三支撐件為Q235。

2.3計算條件：

載荷：上拉帶組每孔70Mpa，旁拉帶組每孔28Mpa，下拉帶每孔70Mpa。

器身總重277766kg，共有四個吊軸，所以每個吊軸承受的力為681KN，該力施加在吊軸上表面。

橫向約束：鐵心最外級鐵軛與夾件的接觸面Z向位移為0。

縱向約束：約束11個拉板孔。

對稱約束：以下夾件中心面為對稱中心。

2.4計算結(jié)果：

2.5計算對象：

橫、縱載荷下的下夾件，材料主要為Q345，只有第一、第二和第三支撐件為Q235。

計算條件：

根據(jù)XSE200001A8247，鐵心裝配重202892kg，繞組重67279kg，壓緊力1260KN。

載荷：上拉帶組每孔70Mpa，旁拉帶組每孔28Mpa，下拉帶每孔70Mpa。[鐵心中間級重力+1.5*（繞組重力+壓緊力）]（70Mpa）施加在拉帶孔上，[1.5*（繞組重力+壓緊力）]（239917N）施加在繞組支架上，鐵心重力施加在螺釘孔上（56715N）。以上載荷均表示單個孔或支架所受載荷。

橫向約束：鐵心最外級鐵軛與夾件的接觸面Z向位移為0。

縱向約束：約束11個拉板孔。

對稱約束：以下夾件中心面為對稱中心。

2.6計算結(jié)果：

4.結(jié)論：

同過強度計算 鐵心夾件均能保證大型換流變的鐵心強度要求。對鐵心結(jié)構(gòu)件的強度計算有效的保證了大型換流變的鐵心強度要求，有力保證了大型換流變的產(chǎn)品質(zhì)量。