大型换流变压器铁心夹件强度计算分析研究

王海磊

1.概述

特高压输电直流具有线路造价低，线路损线路损耗小、系统稳定性强、运行可靠、适用于远距离大容量电力输送以及容易实现非同步电网间互联等诸多优点，因此直流输电系统在未来仍有较快的发展。

随着我国直流输电工程中换流变压器容量越来越大，铁心直径，重量均超过历史极值。铁心不仅是变压器的主磁通和部分漏磁通流通的回路，更是是安装器身的骨架，对于变压器的电磁性能和机械强度来讲是极为重要的部件。对大型换流变压器铁心强度计算分析，保证铁心安全牢固是极其重要。

1.1换流变压器铁心结构：

换流变压器铁心多采用单相四柱式（两主柱并联）。铁心叠片由夹紧装置（夹件，拉板，拉带，撑板及撑紧绝缘）紧固在一起，从而形成完整而牢固的铁心结构。

2.铁心强度计算分析

2.1铁心夹件强度计算

换流变压器铁心既是变压器的磁路，又是变压器骨架。铁心的机械强度直接关系着换流变的强度，以裕隆大型换流变为例用仿真软件 对铁心强度进行计算：

2.2计算对象：

横、纵载荷下的上夹件，材料主要为Q345，只有第一、第二和第三支撑件为Q235。

2.3计算条件：

载荷：上拉带组每孔70Mpa，旁拉带组每孔28Mpa，下拉带每孔70Mpa。

器身总重277766kg，共有四个吊轴，所以每个吊轴承受的力为681KN，该力施加在吊轴上表面。

横向约束：铁心最外级铁轭与夹件的接触面Z向位移为0。

纵向約束：约束11个拉板孔。

对称约束：以下夹件中心面为对称中心。

2.4计算结果：

2.5计算对象：

横、纵载荷下的下夹件，材料主要为Q345，只有第一、第二和第三支撑件为Q235。

计算条件：

根据XSE200001A8247，铁心装配重202892kg，绕组重67279kg，压紧力1260KN。

载荷：上拉带组每孔70Mpa，旁拉带组每孔28Mpa，下拉带每孔70Mpa。[铁心中间级重力+1.5*（绕组重力+压紧力）]（70Mpa）施加在拉带孔上，[1.5*（绕组重力+压紧力）]（239917N）施加在绕组支架上，铁心重力施加在螺钉孔上（56715N）。以上载荷均表示单个孔或支架所受载荷。

横向约束：铁心最外级铁轭与夹件的接触面Z向位移为0。

纵向约束：约束11个拉板孔。

对称约束：以下夹件中心面为对称中心。

2.6计算结果：

4.结论：

同过强度计算 铁心夹件均能保证大型换流变的铁心强度要求。对铁心结构件的强度计算有效的保证了大型换流变的铁心强度要求，有力保证了大型换流变的产品质量。