变压器有关抗地震措施的论述

我国属于地震多发国，地震频度高、强度大、分布广。当强烈地震作用在变压器上时，会发生静态损坏、动态损坏和保护装置（如气体继电器）误动作等三种损坏形式，变压器可能会发生不同程度的整体位移、倾倒或套管等结构件的损坏；同时还会造成火灾、断电等灾害的发生。所以对变压器进行耐震强度设计是非常重要的。

该主变按照地震基本烈度Ⅷ度设防，地震波水平加速度0.3g，地震波垂直加速度0.15g。变压器通过底部钢板与基础焊接固定。

由于变压器本体及附件均采用焊接和螺栓连接，组成了一个刚度很好的结构，和地震发生共振的可能性很小，地震反应小。并且，有关的震害调查表明地震时还没有发生过变压器本体直接震坏的实例，其震害一般是引起位移、倾倒等现象，不会发生整体分裂现象。所以只需考虑以下几点： 1.变压器本体的水平运动：

变压器本体采用焊缝与基础固定，焊缝水平方向受切应力τ作用，保证变压器不发生水平运动的条件为：

WasW(gav)1ns

其中：［τ］为材料的切应力许用值（MPa）取345； μ为本体与基础之间的摩擦系数，取0.15； n为焊缝总个数，主变取8，调压补偿变取6； s为单个焊缝与基础接触面积（m2）；

W为变压器总重量（主变310000kg，调压补偿变136000kg）； g为重力加速度；

av为地震波垂直加速度，取0.15g(g取10m2/s)； as为地震波水平加速度，取0.3g(g取10m2/s)。

S6002012000mm20.012m2

地震时焊缝所受切应力为： 主体变压器切应力计算：

3100001050.3100.15310000105(100.1510)55.7MPa

80.012［τ］/τ=345/55.7=6.19＞1.67，即主体变压器焊缝在地震基本烈度Ⅷ度时可以保证安全裕度大于1.67,不会发生水平切断，且安全裕度较大，也就是主体变压器本体不会产生水平位移。 调压补偿变压器切应力计算：

1510001050.3100.15151000105(100.1510)36.17MPa

60.012［τ］/τ=345/36.17=9.537＞1.67，即调压补偿变压器焊缝在地震基本烈度Ⅷ度时可以保证安全裕度大于1.67，不会发生水平切断，且安全裕度较大，也就是调压补偿变压器本体不会产生水平位移。 2.本体的垂直运动：

由于地震基本烈度为Ⅷ度时，垂直加速度0.15g，其产生的垂直震动力为变压器重量的0.15倍，远小于变压器重量，故变压器不会产生垂直运动。 3.本体的倾覆运动：

本体不发生倾覆运动的条件为：

WgavLLWasH即gavasH22

其中：L为变压器短轴方向焊缝之间的距离，主变取3.9m，调压补偿变取2.35m； H为变压器重心高度，主变取2.3m，调压补偿变取1.7m； g为重力加速度；

av为地震波垂直加速度，取0.15g(g取10m2/s)； as为地震波水平加速度，取0.3g(g取10m2/s)。 主体变压器抗倾覆计算：

引起变压器倾覆的力矩：0.3102.3W6.9W

由变压器自身重力所产生的抗倾覆的力矩：100.15103.9W16.575W 216.575W/6.9W=2.4＞1.67，即在不考虑焊缝的情况下，主体变压器在地震基本烈度Ⅷ度时抗倾覆的安全裕度就大于1.67，如果考虑焊缝强度，变压器的抗倾覆安全裕度将远远大于1.67，由此可见，主体变压器不会发生倾覆运动。 调压补偿变压器抗倾覆计算：

引起变压器倾覆的力矩：0.3101.7W5.1W

由变压器自身重力所产生的抗倾覆的力矩：100.15102.35W9.988W 29.988W/5.1W=1.958＞1.67，即在不考虑焊缝的情况下，调压补偿变压器在地震基本烈度Ⅷ度时抗倾覆的安全裕度就大于1.67，如果考虑焊缝强度，变压器的抗倾覆安全裕度将远远大于1.67，由此可见，调压补偿变压器不会发生倾覆运动。

以上对于变压器的抗震计算是按地震波沿水平和垂直加速度同时作用在变压器上的最严重情况进行考虑的。因此变压器本体的抗震设计是安全的，且有很大裕度。

4.保护装置误动作的研究

保护装置误动作主要是指在地震波作用下，气体继电器挡板由于惯性运动所造成的误动作等。该变压器所采用的气体继电器为国外知名企业 公司生产的气体继电器，其在设计中已充分考虑地震波作用的影响（如EMB气体继电器耐地震能力为：地震：2g/频率5Hz、振动：1g/频率16Hz～720 Hz、冲击：10g/冲击时间10ms），所以在地震波作用下气体继电器不会产生误动作。 通过以上的计算可以看出，该变压器具有足够的耐地震强度。