国家标准计划《高原用换流站电气设备抗震技术 第2部分:抗震设计规范》由 TC330(全国高原电工产品环境技术标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国电器工业协会。
主要起草单位 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 、昆明电器科学研究所 、西南电力设计院 、同济大学等 。
29 电气工程 |
29.130 开关装置和控制器 |
29.130.10 高压开关装置和控制器 |
编号 | 语种 | 翻译承担单位 | 国内外需求情况 |
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1 | EN | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 国外也存在很多高原地带,高原地区对换流站直流设备抗震级别要求高,而且国内外均无相关的标准。 |
直流输电是实现高电压、大容量、远距离送电的重要手段,由于受制于电源位置、环境等客观因素,部分站点建在高原地带,具有“三高”特征(高海拔、高地震设防烈度、高电压等级),设备在结构、高度、长度、质量方面,与低海拔同型设备有明显差异,体现为更柔、更高、更长、更重,对设备的抗震性能提出更严苛的要求,应对设备的抗震设计、建模计算、试验、评估及减震进行具体的定义和规定,因此,本标准立项目的在于解决其中的换流站抗震设计的问题。
高原用直流设备多采用复合绝缘,海拔修正后的干弧距离增大,因此,高原用设备抗震性能有其独特性,例如: 1)复合绝缘套管柔度大,地震作用下复合支柱绝缘子顶部位移可超过瓷绝缘子的2倍以上。
现有标准对套管仅从应力(SML)角度提出的1.67的安全系数无法全面地对套管抗震能力进行评估,需采用位移-应力双限值来评估抗震能力; 2)现有标准抗震试验响应的动力放大系数不能沿用。
体量大的设备如换流变套管和直流穿墙套管是无法直接做完整真型抗震试验的,试验中一般采用刚性支架支撑套管,并将地震输入乘以一个放大系数以考虑原支承结构的影响。
高原地带,由于设备重大高柔的特点,设备的响应特征以及支承结构动力放大效应与平原地带不一样。
比如变压器套管,现行规范放大系数一般取2.0,但对于特高压换流变,套管体量大,研究表明器箱的放大系数可达到2.5及以上。
另外,目前无高原用换流站电气设备抗震设计专用标准。
目前对于高原用换流站电气设备抗震设计时只能依据现有的GB50260-2013《电力设施抗震设计规范》选取参数,该规范仅适用于±660kV及以下直流输变电电力工程的电力设施,未对特高压换流站抗震设计进行规定。
该规范支架动力系数、法兰弯曲刚度简化公式等均不适用于高原用换流站设备,且套管和绝缘子的安全系数仅适用于瓷质材料,而非复合绝缘材料。
缺少对换流站互连回路抗震设计的相关规范。
IEC和IEEE的抗震规程中,荷载组合取值、场地类型、支架动力放大,也不完全适用我国高原用换流站设备,对于一些典型设备,如悬挂式换流阀以及水平悬臂式安装的穿墙套管,均无相关规定。
因此,现有标准规范中的抗震设计方法及技术要求无法完全适用于高原用换流站电气设备。
因此,需制定适用于高原用换流站电气设备抗震设计标准,规范选址与总平面布置,电气设备的抗震设计,设备耦联连接的抗震设计,设备安装及构筑物抗震设计,保障其在高原运用的供电可靠性。
范围:标准规定了高海拔地区±500 kV及以上电压等级新建和扩建换流站内超高压、特高压交、直流设备换流站内电气设备本体、设备间耦联、设备与基础连接以及建、构筑物的抗震设计。适用于抗震设防烈度为6~8度地区±500 kV及以上电压等级换流站新建、扩建工程。当换流站所在区域抗震设防烈度为9度及以上时,应进行专门换流站抗震设计研究。其他电压等级高压交、直流设备可参照执行。 主要技术内容:针对部分换流站建于高原区域,具有高海拔、高地震设防烈度、高电压等级特征,设备在结构、高度、长度、质量方面,与低海拔同型设备有明显差异,体现为更柔、更高、更长、更重,对设备的抗震性能提出更严苛的要求,应对设备的抗震设计、建模计算、试验、评估及减震进行具体的定义和规定,标准通过分析海拔对高压电气设备抗震的影响,给出换流站选址与总体布置的要求,规定了电气设施的抗震设计、设备连接回路的抗震设计、设备安装及减隔震设计、建构筑物抗震设计、 换流站地震监测系统设计等内容。