串補平臺抗震動力學分析與優化研究
殷超，張偉為，于海波，陳遠俊
(南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇 南京 211102)
摘 要：針對特高壓串補平臺結構系統設計需滿足抗震穩定性要求，建立了基于剛柔耦合多體動力學模型，得到平臺整體固有頻率和振型，并在模態分析基礎上，研究了頻域范圍內不同設計變量對系統幅頻響應函數的影響。結合標準地震時程波激勵，計算系統加速度響應以及支柱絕緣子、斜拉桿件載荷力變化特性，對平臺進行時域抗震響應分析。以降低相對位移和加速度為目標進行系統參數優化設計，結果表明：提升阻尼彈簧剛度與斜拉桿件預緊力有利于提升系統的動力學特性，相比初始設計，位移與加速度響應降低了19%。
關鍵詞：串補平臺；抗震響應；動力學特性；系統參數優化
中圖分類號：TM723 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2022)02-0033-08
Seismic Dynamic Analysis and Optimization of Series Compensation Platform
YIN Chao, ZHANG Wei-wei, YU Hai-bo, CHEN Yuan-jun
（NR Electric Co., Ltd, Nanjing 211102, China）
Abstract: This paper established a multi-body dynamic model based on the rigid-flexible coupling to meet seismic stability requirementsin the structural system design of the UHV series compensation platform. It helped to obtain the overall natural frequency and mode shape of the platform. This paper studied the influence of different design variables in the frequency domain on the system's amplitude-frequency response function based on model analysis. This model combined the standard seismic time history wave excitation, the acceleration response of the system, supporting insulator, the variation characteristics of loading force of tension diagonal to analyze the time-domain seismic response of the platform. This study optimized parameters for reducing relative displacement and acceleration. The results show that improving the damping of spring stiffness and the pre-tightening force of tension diagonal is beneficial to the dynamic properties promotion. Compared with the initial design, the displacement and acceleration response are reduced by 19%.
Key words: series compensation platform; seismic response; dynamic characteristics; system parameter optimization
參考文獻
[1] 趙婉君. 高壓直流輸電工程技術[M] . 北京：中國電力出版社，2004 ：10-16.
[2] 韓先才，孫昕，陳海波，等. 中國特高壓交流輸電工程技術發展綜述[J] . 中國電機工程學報，2020，40(14) ：4371-4386.
[3] 高湛，吳必華，李華，等. 串補平臺抗震性能有限元分析[J]. 電力建設，2013，34(3) ：27-30.
[4] 崔成臣，代澤兵，朱祝兵. 串補用火花間隙結構抗震抗風性能分析[J] . 武漢大學學報(工學版)，2011，44(S1) ：188-190.
[5] WEI Wen-hui, GAN Lai, HU Meng-fei, et al.A Modified Pall-Typed Friction Damper for Vibration Control in Series Compensation Platform Structure[C]//Applied Mechanics and Materials，2013 ：633-637.
[6] 中國機械工業聯合會. 碟形彈簧：GB/T 1972—2005[S]. 北京：中國標準出版社，2005 ：16-20.
[7] 高彪， 張偉為， 于海波， 等. 支撐式換流閥塔的抗地震設計[J] . 機械設計與制造工程，2018，47(11) ：35-39.
[8] 中國電力工程顧問集團西北電力設計院. 電力設施抗震設計規范：GB 50260—2013[S]. 北京：中國計劃出版社，2013 ：12-13.
[9] 熊二剛，祖坤，王婧，等. 自復位中心支撐鋼框架結構抗震性能分析[J] . 世界地震工程，2020，36(3) ：69-79.
