考慮設(shè)備—結(jié)構(gòu)相互作用的大型變電站主廠房系統(tǒng)抗震性能研究.pdf

1、變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分,它是改變電壓等級,匯集配送電能的樞紐,為國民經(jīng)濟的快速穩(wěn)定發(fā)展提供了重要保障。變電站系統(tǒng)在遇到強烈地震作用時極易遭受破壞,引起主廠房結(jié)構(gòu)及電氣設(shè)備破壞或局部倒塌,進(jìn)而導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)的癱瘓。目前國內(nèi)外對未考慮設(shè)備-結(jié)構(gòu)相互作用的變電站抗震性能研究已取得了一些成果,但對考慮設(shè)備-結(jié)構(gòu)相互作用的變電站主廠房系統(tǒng)的抗震性能研究還處于起步階段,很多問題仍需進(jìn)一步研究。
　　根據(jù)《國家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)

2、計》中8種不同等級的戶內(nèi)式變電站以及西安高壓開關(guān)廠生產(chǎn)的電氣設(shè)備,建立了考慮設(shè)備-結(jié)構(gòu)相互作用的大型變電站主廠房系統(tǒng)三維有限元模型,為了對比分析,同時建立了未考慮設(shè)備-結(jié)構(gòu)相互作用的主廠房系統(tǒng)三維有限元模型。通過模態(tài)分析,得到了變電站主廠房系統(tǒng)動力特性規(guī)律,以及電氣設(shè)備處于不同樓層時對主廠房系統(tǒng)自振周期的影響。分析結(jié)果表明,考慮設(shè)備-結(jié)構(gòu)相互作用的主廠房系統(tǒng)自振周期大于未考慮設(shè)備-結(jié)構(gòu)相互作用的主廠房系統(tǒng)自振周期,而且考慮設(shè)備-結(jié)構(gòu)相互

3、作用的主廠房系統(tǒng)在第3階振型后還表現(xiàn)出以設(shè)備為主的局部振動;當(dāng)電氣設(shè)備處于較高樓層時,對變電站主廠房系統(tǒng)的自振周期影響較大,而電氣設(shè)備處于較低樓層時,其影響較小。
　　對考慮設(shè)備-結(jié)構(gòu)相互作用的8種變電站主廠房系統(tǒng)進(jìn)行了時程反應(yīng)分析,得到了結(jié)構(gòu)柱頂加速度、電氣設(shè)備頂部加速度、柱頂位移、層間位移角、基底水平地震剪力等變化規(guī)律。研究結(jié)果表明,在小震作用時,考慮設(shè)備-結(jié)構(gòu)相互作用的主廠房系統(tǒng)地震反應(yīng)與未考慮設(shè)備-結(jié)構(gòu)相互作用的主廠房系統(tǒng)

4、地震反應(yīng)結(jié)果相差不大;而在大震作用時,考慮設(shè)備-結(jié)構(gòu)相互作用的主廠房系統(tǒng)地震反應(yīng)均大于未考慮設(shè)備-結(jié)構(gòu)相互作用的主廠房系統(tǒng)地震反應(yīng)。進(jìn)一步基于主廠房系統(tǒng)加速度、位移分析結(jié)果,對變電站主廠房系統(tǒng)動力放大系數(shù)和層間位移角限值進(jìn)行了完善。
　　根據(jù)實際工程,還對考慮設(shè)備-結(jié)構(gòu)相互作用主廠房系統(tǒng)及不考慮設(shè)備-結(jié)構(gòu)相互作用主廠房系統(tǒng)進(jìn)行了8度罕遇地震作用下的彈塑性時程反應(yīng)對比分析,得到了變電站主廠房系統(tǒng)塑性鉸屈服順序和發(fā)展變化規(guī)律。結(jié)果表明