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、系統穩定性強、運行可靠、適用于遠距離大容量電力輸送以及容易實現非同步電網間互聯等諸多優點，因此直流輸電系統在未來仍有較快的發展。

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換流變壓器鐵心結構：

換流變壓器鐵心多采用單相四柱式（兩主柱并聯）。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構。

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系著換流變的強度，以裕隆大型換流變為例用仿真軟件 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計算結果：

4.結論：

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。對鐵心結構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品質量。