一种换流阀抗震性能评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电力设施及相关结构抗震技术领域，具体提供了一种换流阀抗震性能评估方法及装置，包括：将预先构建的反应谱作为地震动输入模拟地震动场景，获取换流阀在地震动场景下的抗震性能评价指标；基于所述抗震性能评价指标对换流阀进行抗震性能评估，其中，所述预先构建的反应谱的周期为0

【技术实现步骤摘要】
一种换流阀抗震性能评估方法及装置


[0001]本专利技术涉及电力设施及相关结构抗震
，具体涉及一种换流阀抗震性能评估方法及装置。

技术介绍

[0002]地震能够对电气设备造成严重破坏，影响了电网的安全稳定运行，造成了巨大的经济损失。依据现行的GB 18306
‑
2015《地震动参数区划图》，大量换流站及变电站建设于抗震不利地区。GB 50260
‑
2013《电力设施抗震设计规范》规定对于抗震设防烈度6度至9度地区，新建、扩建、改建的
±
660kV及以下直流输变电工程中的电力设施必须达到抗震设防要求。目前，规定了特高压直流设备当遭受到提高1度的设防烈度及以下地震影响时，设备不应发生损坏，能继续使用。换流阀是换流站中最重要的设备之一，用于实现交流
‑
直流及直流
‑
交流转换，具有整流和逆变等核心功能，然而，目前对于流站内的悬吊式换流阀缺乏合理的抗震性能评估方法，难以对其进行抗震设计。
[0003]目前GB 50260
‑
2013《电力设施抗震设计规范》、DL/T 1960
‑
2018《变电站电气设备抗震试验技术规程》、Q/GDW 11677
‑
2017《特高压直流设备抗震技术规范》等相关标准中均未对6s之后的反应谱进行规定，而悬吊式换流阀，特别是特高压换流阀的结构周期普遍超过6s，周期6s后的地震成分对换流阀的地震反应有重要影响，不可忽略，因此特高压悬吊式换流阀在现行标准规定的地震作用下无法获得有效激励。

技术实现思路

[0004]为了克服上述缺陷，本专利技术提出了一种换流阀抗震性能评估方法及装置。
[0005]第一方面，提供一种换流阀抗震性能评估方法，所述换流阀抗震性能评估方法包括：
[0006]将预先构建的反应谱作为地震动输入模拟地震动场景，获取换流阀在地震动场景下的抗震性能评价指标；
[0007]基于所述抗震性能评价指标对换流阀进行抗震性能评估；
[0008]其中，所述预先构建的反应谱的周期为0
‑
10秒。
[0009]优选的，所述地震动输入采用三向地震动输入，其中，特高压换流站内的换流阀的横向、纵向、竖向的地震动输入加速度比例为1:1:0.8，特高压换流站外的换流阀的横向、纵向、竖向的地震动输入加速度比例为1:0.85:0.65。
[0010]优选的，所述预先构建的反应谱的数学模型如下：
[0011]α
s
＝η
′
α
[0012]上式中，α
s
为地震影响系数，η
′
为场地类型对应的调整系数，α为基础地震影响系数。
[0013]进一步的，所述基础地震影响系数的计算式如下：
[0014][0015]上式中，η为阻尼调整系数，T为结构周期，α
max
为地震影响系数最大值，T
g
为场地特征周期，γ为曲线下降段的衰减指数。
[0016]进一步的，所述阻尼调整系数的计算式如下：
[0017][0018]上式中，ζ为阻尼比。
[0019]进一步的，所述场地类型对应的调整系数的获取过程包括：
[0020]基于场地类型及设计基本地震加速度确定所述场地类型对应的调整系数，其中，场地类型包括下述中的至少一种：Ⅰ0
、Ⅰ1
、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。
[0021]优选的，所述抗震性能评价指标包括下述中的至少一种：应力峰值、位移峰值。
[0022]进一步的，所述基于所述抗震性能评价指标对换流阀进行抗震性能评估，包括：
[0023]若换流阀悬吊绝缘子危险截面处的应力峰值小于换流阀悬吊绝缘子的许用应力值、换流阀的位移峰值小于换流阀与其它电气设施发生碰撞干涉所需的最小位移且满足与相邻设备的连接设计要求，则换流阀的抗震性能合格，否则换流阀的抗震性能不合格。
[0024]进一步的，所述换流阀悬吊绝缘子的许用应力值为其中，β
v
为换流阀悬吊绝缘子的破坏应力值。
[0025]第二方面，提供一种换流阀抗震性能评估装置，所述换流阀抗震性能评估装置包括：
[0026]获取模块，用于将预先构建的反应谱作为地震动输入模拟地震动场景，获取换流阀在地震动场景下的抗震性能评价指标；
[0027]评估模块，用于基于所述抗震性能评价指标对换流阀进行抗震性能评估；
[0028]其中，所述预先构建的反应谱的周期为0
‑
10秒。
[0029]第三方面，提供一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行所述的换流阀抗震性能评估方法。
[0030]第四方面，提供一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述的换流阀抗震性能评估方法。
[0031]本专利技术上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：
[0032]本专利技术提供了一种换流阀抗震性能评估方法及装置，包括：将预先构建的反应谱作为地震动输入模拟地震动场景，获取换流阀在地震动场景下的抗震性能评价指标；基于所述抗震性能评价指标对换流阀进行抗震性能评估，其中，所述预先构建的反应谱的周期为0
‑
10秒。本专利技术提供的技术方案，提出一种周期至10s的适用于换流阀设备结构的抗震设计反应谱及换流阀抗震性能评估方法，为直流输变电的换流站抗震设计提供依据和参考。
附图说明
[0033]图1是本专利技术实施例的换流阀抗震性能评估方法的主要步骤流程示意图；
[0034]图2是本专利技术实施例中曲线下降段反应谱的谱形曲线图；
[0035]图3是本专利技术实施例的预先构建的反应谱的谱形曲线图；
[0036]图4是本专利技术实施例的换流阀抗震性能评估装置的主要结构框图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0038]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]特高压换流站内的悬吊式换流阀缺乏合理的抗震性能评估方法，造成目前及今后的新建、扩建和改建的特高压直流工程在抗震设计中始终存在难点和阻碍。本专利技术提出一种周期至10s的适用于换流阀设备结构的抗震设计反应谱及换流阀抗震性能评估方法，为直流输变电的换流站抗震设计提供依据和参考。
[0040]参阅附图1，图1是本专利技术的一个实施例的换流阀抗震性能评估方法的主要步骤流程示意图。如图1所示，本专利技术实施例中的换流阀抗震性能评估方法主要包括以下步骤：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换流阀抗震性能评估方法，其特征在于，所述方法包括：将预先构建的反应谱作为地震动输入模拟地震动场景，获取换流阀在地震动场景下的抗震性能评价指标；基于所述抗震性能评价指标对换流阀进行抗震性能评估；其中，所述预先构建的反应谱的周期为0
‑
10秒。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地震动输入采用三向地震动输入，其中，特高压换流站内的换流阀的横向、纵向、竖向的地震动输入加速度比例为1:1:0.8，特高压换流站外的换流阀的横向、纵向、竖向的地震动输入加速度比例为1:0.85:0.65。3.如权利要求1所述的方法，所述预先构建的反应谱的数学模型如下：α
s
＝η
′
α上式中，α
s
为地震影响系数，η
′
为场地类型对应的调整系数，α为基础地震影响系数。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基础地震影响系数的计算式如下：上式中，η为阻尼调整系数，T为结构周期，α
max
为地震影响系数最大值，T
g
为场地特征周期，γ为曲线下降段的衰减指数。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述阻尼调整系数的计算式如下：上式中，ζ为阻尼比。6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述场地类型对应的调整系数的获取过程包括：基于场地类型及设计基本地震加速度确定所述场地类型对应的调整系数，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程永锋，林森，卢智成，孟宪政，孙宇晗，高坡，陈二松，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网河北省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：