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风载下特高压变电站主变套管端部力学特性分析

刘竹丽 王金洋 霍翔宇 谢凯 陶亚光

刘竹丽,王金洋,霍翔宇, 等. 风载下特高压变电站主变套管端部力学特性分析[J]. 机械科学与技术,2021,40(9):1313-1319 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200262
引用本文: 刘竹丽,王金洋,霍翔宇, 等. 风载下特高压变电站主变套管端部力学特性分析[J]. 机械科学与技术,2021,40(9):1313-1319 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200262
LIU Zhuli, WANG Jinyang, HUO Xiangyu, XIE Kai, TAO Yaguang. Analysis on Mechanical Characteristics of the Main Transformer Bushing End in UHV Substation under Wind Load[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(9): 1313-1319. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200262
Citation: LIU Zhuli, WANG Jinyang, HUO Xiangyu, XIE Kai, TAO Yaguang. Analysis on Mechanical Characteristics of the Main Transformer Bushing End in UHV Substation under Wind Load[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(9): 1313-1319. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200262

风载下特高压变电站主变套管端部力学特性分析

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200262
基金项目: 国网河南省电力公司科技专项(52170217000V)
详细信息
    作者简介:

    刘竹丽(1968−),副教授,硕士生导师,研究方向为机械强度及结构优化,zhuli_liu@126.com

  • 中图分类号: TM63

Analysis on Mechanical Characteristics of the Main Transformer Bushing End in UHV Substation under Wind Load

  • 摘要: 以某特高压变电站主变套管端部为研究对象,以Abaqus软件为平台,建立引跨线及主变套管端部精细化有限元模型,分析了风向、风速对套管端部力学性能的影响。结果表明:主变套管端部的端子板及接线柱应力和位移较大,为结构的薄弱环节;各零件上应力及位移随风向出现周期性变化,90°风向为最不利风向角,90°及270°风向角时有峰值,交变应力作用下零件将发生疲劳破坏;风速较小时,接线柱和端子板应力及位移变化较小,风速超过12.65 m/s后,随风速增加应力和位移均表现为非线性急剧增加,局部应力超过了屈服极限。
  • 图  1  引跨线及主变套管端部系统布置示意图

    图  2  套管端部装配示意图

    图  3  引跨线及主变套管系统有限元模型

    图  4  套管端部有限元模型

    图  5  对比点位置示意图

    图  6  引跨线及主变套管系统等效应力云图

    图  7  引跨线及主变套管系统等效位移云图

    图  8  套管端部等效应力云图

    图  9  套管端部等效位移云图

    图  10  端子板等效应力云图

    图  11  端子板等效应力云图剖视

    图  12  端子板等效位移云图

    图  13  接线柱等效应力云图

    图  14  接线柱等效位移云图

    图  15  接线柱Y向位移云图

    图  16  端盖等效应力云图

    图  17  端盖等效位移云图

    图  18  接线柱-端盖接触相对位移云图

    图  19  套筒等效应力云图

    图  20  风速25.3 m/s时,不同风向角零件应力曲线图

    图  21  风速25.3 m/s时,不同风向角零件位移曲线图

    图  22  风向角270°时,不同风速下零件应力曲线图

    图  23  风向角270°时,不同风速下零件位移曲线图

    表  1  主变套管端部各零件材料属性

    零件名称材料弹性模
    量/GPa
    泊松比屈服强
    度/MPa
    密度/
    (kg·m–3
    引下线 铝合金 50 0.33 2356
    端子板 黄铜 110 0.32 100 8500
    接线柱 紫铜 110 0.34 80 8963
    线夹、间隔棒、套筒 铝合金 70 0.33 60 2650
    端盖、法兰、外罩 205 0.3 235 7850
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    表  2  风速25.3 m/s时,不同风向角零件应力计算结果

    风向角最大应力/MPa对比点应力/MPa
    接线柱端子板端盖套筒1234
    04410724488162035
    45°13417635157517312112
    90°209354732613127620036
    135°180300652311625817463
    180°80147269311225161
    225°111200301397708922
    270°184321612418513916523
    315°148228472017510913344
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2020-05-17
  • 刊出日期:  2021-10-18

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