电抗器振动荷载分析方法技术

本发明专利技术提供了一种电抗器振动荷载分析方法。种电抗器振动荷载分析方法，包括：通过检测装置获取电抗器室结构振动时的第一振动响应关系；建立变电站与电抗器室结构之间的数值仿真模型；根据公式MU”+CU

【技术实现步骤摘要】
电抗器振动荷载分析方法


[0001]本专利技术涉及变电站
，具体而言，涉及一种电抗器振动荷载分析方法。

技术介绍

[0002]目前，铁芯电抗器室结构具有设备体积小、制作成本低、束磁效率高、电磁污染小等优点。铁芯电抗器室结构正常运行时，由于绕组电磁力、铁芯电磁力以及铁芯的磁致伸缩，导致电抗器振动并通过铁芯向外传播。具体地，部分新建户内变电站将铁芯电抗器室结构安装在建筑物内，投运后发现铁芯电抗器室结构振动不仅影响电压质量，而且影响建筑物的正常使用。如振动诱发设备与其他电网元件的连接脱离，导致电网无功补偿的损耗，危害整条线路的使用安全；振动致使设备与固定元件脱离，降低设备安全系数。
[0003]在现有技术中，针对电抗器室结构振动响应的研究主要集中于电抗器振动机理的研究，如从电磁
‑
机械场耦合的角度分析电抗器室结构铁芯振动与绕组受力特性，基于电磁
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结构耦合的动力学理论，以电磁力为载荷求取电抗器振动特性与振动速度，这些研究重点集中于电抗器设备振动产生机理，有助于改进设备生产工艺。
[0004]然而，由于电抗器室结构的振动经设备基础传播至结构，结构振动响应与电抗器室结构振动荷载、结构动力特性密切相关，因此上述研究忽略了设备
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结构动力耦合作用对振动源强度、振动传播规律以及振动响应特性的影响，进而无法获取电抗器室结构的振动荷载，低估了设备振动引发的结构振动响应，危害变电站正常运行，甚至对周边环境产生振动、噪声影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种电抗器振动荷载分析方法，以解决现有技术中无法获取电抗器室结构振动荷载的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种电抗器振动荷载分析方法，包括：通过检测装置获取电抗器室结构振动时的第一振动响应关系；建立变电站与电抗器室结构之间的数值仿真模型；根据公式MU”+CU
’
+KU＝F(t)获取电抗器室结构的振动荷载F(t)，再将振动荷载F(t)施加于数值仿真模型中，以获取电抗器室结构的第二振动响应关系；其中，M为电抗器室结构参振质量，K为电抗器基础结构刚度、C为电抗器室结构阻尼，U为电抗器室结构振动位移，U
’
为电抗器室结构振动速度，U”为电抗器室结构振动加速度；比对第一振动响应关系和第二振动响应关系，并根据比对结果调整电抗器基础结构刚度K和/或电抗器室结构阻尼C。
[0007]进一步地，电抗器室结构振动位移U、电抗器室结构振动速度U
’
及电抗器室结构振动加速度U”通过检测装置检测得出。
[0008]进一步地，通过检测装置获取电抗器室结构振动时的第一振动响应关系的方法包括：根据变电站内设计图纸，将检测装置安装在电抗器室结构、变电站的梁跨、变电站的板体、变电站的柱体、变电站的墙体中的至少一个上；其中，第一振动响应关系包括振动时频
域响应关系和振动传递关系。
[0009]进一步地，在数值仿真模型中，变电站的梁跨采用杆系单元模拟，变电站的板体、变电站的柱体及变电站的墙体采用面单元模拟，电抗器室结构采用实体单元模拟。
[0010]进一步地，检测装置为振动加速度传感器，振动加速度传感器用于对大于或等于1024Hz的振动频率进行采样。
[0011]进一步地，比对第一振动响应关系和第二振动响应关系的方法包括：根据第二振动响应关系获取电抗器室结构的第一振动加速度，并判断第一振动加速度与检测装置检测得出的第二振动加速度之间的误差，若误差大于预设误差值，则调整电抗器基础结构刚度K和电抗器室结构阻尼C。
[0012]进一步地，调整电抗器基础结构刚度K的方法包括：若第一振动加速度大于第二振动加速度，减小电抗器基础结构刚度K；若第一振动加速度大于第二振动加速度，增大电抗器基础结构刚度K。
[0013]进一步地，调整电抗器室结构阻尼C的方法包括：若第一振动加速度大于第二振动加速度，减小电抗器室结构阻尼C；若第一振动加速度大于第二振动加速度，增大电抗器室结构阻尼C。
[0014]进一步地，在建立变电站与电抗器室结构之间的数值仿真模型之后，电抗器振动荷载分析方法还包括：在电抗器室结构振动主要影响频率范围内采用单位简谐荷载对数值仿真模型进行激振，以得到不同频率荷载与振动响应关系之间的传递关系。
[0015]进一步地，预设误差值大于等于2％且小于等于10％。
[0016]应用本专利技术的技术方案，通过检测装置获取电抗器室结构振动时的第一振动响应关系；建立变电站与电抗器室结构之间的数值仿真模型；根据公式MU”+CU
’
+KU＝F(t)获取电抗器室结构的振动荷载F(t)，再将振动荷载F(t)施加于数值仿真模型中，以获取电抗器室结构的第二振动响应关系；比对第一振动响应关系和第二振动响应关系，并根据比对结果调整电抗器基础结构刚度K和/或电抗器室结构阻尼C。这样，通过实测结构振动响应(第一振动响应关系)求解电抗器室结构的振动荷载，有效地解决了已投运电抗器室内结构的振动控制振源不明确、分析精度低等关键技术难题，为精确指导电抗器室内结构振动控制措施的选取、降低室内电抗器室内结构振动响应、保障变电站安全运行提供支撑，进而解决了现有技术中无法获取电抗器室结构振动荷载的问题。
附图说明
[0017]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0018]图1示出了根据本专利技术的电抗器振动荷载分析方法的实施例的分析步骤图；
[0019]图2示出了图1中的电抗器振动荷载分析方法的流程图；
[0020]图3示出了根据检测装置的实际检测值获取到的电抗器室内结构的振动时域响应关系图；
[0021]图4示出了根据检测装置的实际检测值获取到的电抗器室内结构的振动频域响应关系图；
[0022]图5示出了电抗器室结构的振动时域响应校核图；
[0023]图6示出了电抗器室结构的振动频域响应校核图。
具体实施方式
[0024]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0025]需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0026]在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本专利技术。
[0027]为了解决现有技术中无法获取电抗器室结构振动荷载的问题，本申请提供了一种电抗器振动荷载分析方法。
[0028]如图1和图2所示，电抗器振动荷载分析方法包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电抗器振动荷载分析方法，其特征在于，包括：通过检测装置获取电抗器室结构振动时的第一振动响应关系；建立变电站与所述电抗器室结构之间的数值仿真模型；根据公式MU”+CU
’
+KU＝F(t)获取所述电抗器室结构的振动荷载F(t)，再将所述振动荷载F(t)施加于所述数值仿真模型中，以获取所述电抗器室结构的第二振动响应关系；其中，M为电抗器室结构参振质量，K为电抗器基础结构刚度、C为电抗器室结构阻尼，U为电抗器室结构振动位移，U
’
为电抗器室结构振动速度，U”为电抗器室结构振动加速度；比对所述第一振动响应关系和所述第二振动响应关系，并根据比对结果调整电抗器基础结构刚度K和/或电抗器室结构阻尼C。2.根据权利要求1所述的电抗器振动荷载分析方法，其特征在于，电抗器室结构振动位移U、电抗器室结构振动速度U
’
及电抗器室结构振动加速度U”通过所述检测装置检测得出。3.根据权利要求1所述的电抗器振动荷载分析方法，其特征在于，通过检测装置获取电抗器室结构振动时的第一振动响应关系的方法包括：根据变电站内设计图纸，将所述检测装置安装在电抗器室结构、变电站的梁跨、变电站的板体、变电站的柱体、变电站的墙体中的至少一个上；其中，所述第一振动响应关系包括振动时频域响应关系和振动传递关系。4.根据权利要求1所述的电抗器振动荷载分析方法，其特征在于，在所述数值仿真模型中，变电站的梁跨采用杆系单元模拟，变电站的板体、变电站的柱体及变电站的墙体采用面单元模拟，所述电抗器室结构采用实体单元模拟。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晶，杜林林，胡洋，伍文科，岳方方，李潇，
申请(专利权)人：国家电网有限公司北京电力经济技术研究院有限公司国机集团科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：