導(dǎo)航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 電力安全論文>>正文

電氣設(shè)備抗震設(shè)計(jì)的分析探討

文檔作者：穆建軍楊莉娜李振華文檔來(lái)源：湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年05月30日
下載地址：點(diǎn)擊這里	文件大?。?873.34 KB 共4頁(yè)	文檔格式： PDF	下載點(diǎn)數(shù)： 1 點(diǎn)（VIP免費(fèi)）

全屏查看

內(nèi)容預(yù)覽 [文件共4頁(yè)]

本文件共4頁(yè)，如需編輯使用，請(qǐng)下載。

注：預(yù)覽效果可能會(huì)出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問(wèn)題，下載是正常的。

	文件大?。?73.34 KB 共4頁(yè) 文件格式：PDF 下載點(diǎn)數(shù)：1 點(diǎn)（VIP會(huì)員免費(fèi)）

上一篇：東陽(yáng)橫錦水庫(kù)水電站安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建經(jīng)驗(yàn)

文本預(yù)覽

僅提取頁(yè)面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

收稿日期：2014-06-07
作者簡(jiǎn)介：穆建軍（1960-），男，教授級(jí)高級(jí)工程師，從事電氣設(shè)計(jì)
和研究工作。
電氣設(shè)備抗震設(shè)計(jì)的分析探討
穆建軍，楊莉娜，李振華
（湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院，湖南長(zhǎng)沙410007）
摘要：就目前電氣設(shè)備抗震設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)和闡述，指出了在抗震設(shè)計(jì)方面存在的不足，提出了今后
在電氣設(shè)備抗震設(shè)計(jì)方面需要加強(qiáng)和注意的問(wèn)題，以保證在地震設(shè)防烈度范圍內(nèi)發(fā)生地震時(shí)，電氣設(shè)備不致發(fā)生破
壞性損壞，從而有效地保障人民生產(chǎn)生活的正常用電和抗震救災(zāi)的需求。
關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；抗震設(shè)計(jì)；分析探討
中圖分類(lèi)號(hào)：TM50 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5387（2014）06-0019-04
0 引言
地震是一種自然災(zāi)害現(xiàn)象，人類(lèi)無(wú)法避免和抗
拒，強(qiáng)震一旦發(fā)生，會(huì)對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成相
當(dāng)大的危害，只有提高抗震、防震意識(shí)，提高設(shè)施設(shè)
備的抗震能力，才能有效地減少地震災(zāi)害的影響。在
當(dāng)代的社會(huì)生活中，電力供應(yīng)關(guān)系到人類(lèi)社會(huì)的各
個(gè)方面，一旦失去，不僅會(huì)給人們的日常生活造成各
種不便，給社會(huì)造成很大的影響，同時(shí)也會(huì)造成嚴(yán)重
的經(jīng)濟(jì)損失，甚至還會(huì)造成社會(huì)動(dòng)蕩，影響整個(gè)社會(huì)
和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，在電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工
和運(yùn)行管理中，必須對(duì)電氣設(shè)備抗震設(shè)計(jì)有足夠的
重視。但在當(dāng)前的電氣設(shè)備設(shè)計(jì)和購(gòu)置中，雖然對(duì)電
氣設(shè)備提出了抗震的要求，電力設(shè)備生產(chǎn)廠家也往
往承諾能滿(mǎn)足提出的抗震要求，這給設(shè)計(jì)人員和用
戶(hù)一個(gè)印象，即電氣設(shè)備理所當(dāng)然地具有很高的抗
震能力。然而，在歷次大地震中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，電氣設(shè)備
的實(shí)際抗震性能遠(yuǎn)沒(méi)有人們想象的那么好，四川汶
川大地震對(duì)電力設(shè)施造成的嚴(yán)重破壞已經(jīng)引起了人
們的重視。在電氣設(shè)備的抗震設(shè)計(jì)方面，人們還遠(yuǎn)沒(méi)
有如大壩等重要設(shè)施對(duì)抗震要求那么重視，對(duì)電氣
設(shè)備的抗震研究不足、要求不明確、設(shè)計(jì)不規(guī)范?？?
震設(shè)計(jì)僅依賴(lài)設(shè)備生產(chǎn)廠家，而很少根據(jù)工程實(shí)際
情況對(duì)其進(jìn)行復(fù)核，同時(shí)，規(guī)范的不明確也造成設(shè)計(jì)
人員和施工人員對(duì)其重視不夠。有些設(shè)計(jì)不合理，致
使在發(fā)生抗震設(shè)防烈度范圍之內(nèi)的地震時(shí)，造成設(shè)
備位移、傾倒、元器件掉落、瓷套管破裂等現(xiàn)象，使發(fā)
電站和變電所停運(yùn)，影響正常或應(yīng)急供電。因此，人
們應(yīng)當(dāng)對(duì)電氣設(shè)備的抗震設(shè)計(jì)予以足夠的重視，從
源頭上解決減少地震對(duì)電力設(shè)施和電氣設(shè)備造成重
大損害。
1 電力變壓器抗震設(shè)計(jì)
電力變壓器是電力系統(tǒng)最重要的設(shè)備之一，它
由變壓器本體、散熱器、油枕、瓷套管等組成。地震力
對(duì)變壓器每個(gè)部件所造成的損害，都將使其不能正
常運(yùn)行。因此，應(yīng)當(dāng)對(duì)變壓器本體和每個(gè)部件提出抗
震要求和抗震計(jì)算分析，這一點(diǎn)在GB50556-2010
《工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)備抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中有明確的要求
和計(jì)算方法。
由于變壓器的自振頻率為1.4~6.8 Hz 之間，與
地震波的卓越頻率0.5~10 Hz 非常接近，在地震時(shí)
極易引起共振，使變壓器產(chǎn)生位移、掉臺(tái)甚至傾倒，
致使變壓器的高、低壓瓷套管拉斷、錯(cuò)位、漏油、散熱
器砸壞、油箱震裂，甚至造成線圈短路而燒毀。因此
除要求制造廠滿(mǎn)足當(dāng)?shù)氐卣鹆叶纫笸?，在工程設(shè)
計(jì)時(shí)，還應(yīng)采取措施破壞變壓器的自振頻率接近地
震波卓越頻率，防止在地震時(shí)變壓器發(fā)生共振和在
水平地震波的作用下發(fā)生位移。但在目前的設(shè)計(jì)中，
為了運(yùn)輸及檢修的方便，多數(shù)變壓器帶有滾輪，并連
同滾輪一起直接放在變壓器基礎(chǔ)的軌道上，只使用
阻塊防止變壓器滑動(dòng)，這樣的阻塊在發(fā)生基本地震
加速度為0.05 及以上地區(qū)時(shí)，可能會(huì)造成變壓器
第37 卷第6 期水電站機(jī)電技術(shù)Vol.37 No.6
2014 年12 月Mechanical &amp;amp; Electrical Technique of Hydropower Station Dec.2014 19
的位移和損壞。
為破壞共振和防止變壓器產(chǎn)生位移，在變壓器
安裝時(shí)一定要把滾輪拆除，并在變壓器基礎(chǔ)板上設(shè)
置地腳螺栓對(duì)變壓器進(jìn)行固定，固定的螺栓和混凝
土基礎(chǔ)應(yīng)滿(mǎn)足抗震設(shè)防烈度的要求，這一點(diǎn)國(guó)外規(guī)
范比國(guó)內(nèi)規(guī)范要求要嚴(yán)格得多。此外，為了防止地震
時(shí)，與變壓器連接的拉線受力而造成變壓器套管的
損壞，盡可能使用軟導(dǎo)線或電纜進(jìn)行連接，同時(shí)連線
不宜拉得太緊，但也不宜放得過(guò)長(zhǎng)，過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成在地
震時(shí)導(dǎo)線擺動(dòng)而引起短路形成新的事故。同時(shí)在選
擇變壓器套管時(shí)，盡可能選擇直立式套管，減少在地
震時(shí)變壓器套管發(fā)生根部斷裂的可能。
2 屋外高壓電氣設(shè)備抗震設(shè)計(jì)
屋外高壓電氣設(shè)備主要指屋外蔽開(kāi)式布置的高
壓電氣設(shè)備，它們通常由基礎(chǔ)、支架、絕緣瓷套管、母
線連接處和其他元件組成，均屬于細(xì)高形電瓷式設(shè)
備，存在“頭重腳輕”的問(wèn)題。而由于瓷屬于脆性材
料，抗彎性能差，設(shè)備的結(jié)構(gòu)又細(xì)又長(zhǎng)，且上部質(zhì)量
相對(duì)較大，地震時(shí)瓷套管根部會(huì)承受很大的彎矩，瓷
套管因強(qiáng)度不足而發(fā)生斷裂。國(guó)產(chǎn)設(shè)備所標(biāo)注的抗
震水平往往只是設(shè)備本身的抗震能力，沒(méi)有考慮設(shè)
備安裝在支架上時(shí)，因增加了設(shè)備本身的高度而附
加了地震力及支架和基礎(chǔ)對(duì)地震作用力的放大作
用，從而降低了設(shè)備的抗彎強(qiáng)度。在采用角鋼支架
時(shí)，由于其具有一定的阻尼作用，抗震效果比鋼筋混
凝土管和鋼管支架的要好。對(duì)于支柱式電氣設(shè)備的
抗震要求、試驗(yàn)和計(jì)算，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)雖有要求但不具
體，對(duì)廠家的抗震要求也未嚴(yán)格進(jìn)行控制。由于規(guī)范
中的計(jì)算公式相對(duì)復(fù)雜，不太適合于工程設(shè)計(jì)中應(yīng)
用和復(fù)核，所以，很少有設(shè)計(jì)人員對(duì)此進(jìn)行關(guān)注和復(fù)
核，而生產(chǎn)廠家不管你提出什么樣的抗震要求，在投
標(biāo)書(shū)中均予以滿(mǎn)足，在產(chǎn)品生產(chǎn)和交付時(shí)仍是原有
的產(chǎn)品，無(wú)人檢查和復(fù)核。在這一點(diǎn)上，特別是對(duì)7
度以上的地震區(qū)域應(yīng)加強(qiáng)重視、提高意識(shí)。從汶川地
震對(duì)電力設(shè)備的破壞來(lái)看，國(guó)產(chǎn)屋外高壓瓷套設(shè)備
損壞率明顯高于國(guó)外產(chǎn)的損壞率，說(shuō)明國(guó)產(chǎn)設(shè)備在
抗震性能方面有待進(jìn)一步提高。
造成屋外電氣設(shè)備損壞的另一個(gè)原因，是由設(shè)
備之間的連接線所造成。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，如果兩個(gè)設(shè)
備不同時(shí)向同一方向擺動(dòng)（也很難做到），如果導(dǎo)線
拉得過(guò)緊，由于導(dǎo)線的拉力作用而將設(shè)備拉倒損壞，
如果導(dǎo)線拉得過(guò)松也會(huì)導(dǎo)致大幅擺度增大拉力或造
成相間短路。對(duì)于在地震力作用下，設(shè)備之間的連線
需要多長(zhǎng)，目前規(guī)范沒(méi)有規(guī)定。設(shè)計(jì)人員憑自己的認(rèn)
識(shí)設(shè)計(jì)，隨手畫(huà)弧線，安裝人員憑經(jīng)驗(yàn)安裝。在
GB50260-2013 《電力設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》6.7.2 中
“設(shè)備引線和設(shè)備間連線宜采用軟導(dǎo)線，其長(zhǎng)度應(yīng)留
有余量?！币矝](méi)有給十分明確的規(guī)定。但在IEEE693
中就有明確的規(guī)定。因此，在沒(méi)有國(guó)家規(guī)定之前，對(duì)
于7 度及以上地震烈度地區(qū)，可參考IEEE693 的做
法確定設(shè)備之間連線的長(zhǎng)度。
由此可見(jiàn)，地震時(shí)造成屋外高壓設(shè)備損壞的原
因是多方面的。一是設(shè)備本身的抗震水平；二是連同
支架、基礎(chǔ)等附件一起時(shí)設(shè)備抗震水平的復(fù)核計(jì)算；
三是設(shè)計(jì)時(shí)的布置、安裝方式及拉線松緊等。因此除
對(duì)設(shè)備本身的抗震水平有要求外，在國(guó)家規(guī)定的設(shè)
防烈度范圍內(nèi)，屋外電氣設(shè)備的選型和布置宜符合
下列要求：
（1）對(duì)重要的變電站和電站的屋外配電裝置不宜
采用半高型、高型或雙層布置，盡量選用重心較低的
罐式設(shè)備、GIS 設(shè)備等。
（2）在采用管形母線布置時(shí)，對(duì)重要變電站式電
廠，電壓為220 kV 及以上時(shí)，盡量不采用支柱式結(jié)
構(gòu)，宜采用懸掛式結(jié)構(gòu)。
（3）對(duì)設(shè)備制造廠應(yīng)提出嚴(yán)格的要求，不僅是設(shè)
備本身的抗震水平，同時(shí)也應(yīng)滿(mǎn)足在支架上安裝時(shí)
的抗震要求，對(duì)支架的結(jié)構(gòu)形式也應(yīng)予以說(shuō)明，連接
螺栓選擇應(yīng)根據(jù)設(shè)防地震烈度進(jìn)行復(fù)核。
（4）設(shè)備引下線及連接線不可太緊，也不能太松，
以減少地震時(shí)引線及連接線擺動(dòng)對(duì)設(shè)備端子的拉
力，同時(shí)，也要防止大幅擺動(dòng)時(shí)造成的相間短路事故
發(fā)生。建議在無(wú)國(guó)家規(guī)定時(shí)，參考IEEE693 中的規(guī)
定，來(lái)確定連接線的長(zhǎng)度。
3 電氣屏柜及元件抗震設(shè)計(jì)
電氣屏柜包括高低壓開(kāi)關(guān)柜、控制柜、直流屏、
配電屏等，點(diǎn)多面廣，承擔(dān)著直接參與供電、控制等
功能。終端供電一處發(fā)生破壞或故障時(shí)影響面比較
小，但如果發(fā)生在重要變電站、發(fā)電廠就有重要的意
義。這些設(shè)備在地震中遭受的破壞主要是傾覆、倒
塌、滑落、變形卡阻等，從而喪失主要的使用功能，影
響正常工作，而修復(fù)這些設(shè)備往往比較困難，耗費(fèi)時(shí)
間長(zhǎng)，特別是一些進(jìn)口的、已經(jīng)淘汰而沒(méi)有配件的設(shè)
20 水 電 站 機(jī) 電 技 術(shù) 第37卷
備和元器件，更是如此。對(duì)于高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)
備本身的抗震要求，IEC 標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)標(biāo)均有比較詳細(xì)
的抗震技術(shù)要求，并且考慮了所有的輔助和控制設(shè)
備元器件，不論是其一體安裝還是獨(dú)立安裝，關(guān)鍵問(wèn)
題是廠家是否按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行了相應(yīng)地震烈度的
全部抗震試驗(yàn)。在GB/T11022《高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制
設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求》中，對(duì)于振動(dòng)，只要求“在
可能出現(xiàn)地震的地區(qū)，用戶(hù)應(yīng)按GB/T13540 來(lái)規(guī)定
設(shè)備的抗震等級(jí)?！笨拐鹪囼?yàn)并非為必試和強(qiáng)制性試
驗(yàn)項(xiàng)目。因此，在需要地震設(shè)防的地區(qū)，在編寫(xiě)技術(shù)
要求時(shí)，要將對(duì)開(kāi)關(guān)柜（屏）和主要元器件的抗震要
求寫(xiě)清楚，并提交合格的抗震試驗(yàn)報(bào)告或計(jì)算報(bào)告。
在地震烈度較高地區(qū)（8 度以上）盡量少選或不選帶
手車(chē)的柜型（如中置柜、手車(chē)柜、抽屜柜），選用固定
柜較好，防止在地震時(shí)出現(xiàn)滑落、卡阻現(xiàn)象。
除對(duì)設(shè)備本體和柜內(nèi)元器件的抗震水平提出要
求外，安裝方式也是提高抗震水平的一個(gè)重要方面。
在GB50260-2013《電力設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》6.7.8 條
規(guī)定“開(kāi)關(guān)柜（屏）、控制保護(hù)屏、通信設(shè)備等，應(yīng)采用
螺栓或焊接的固定方式。當(dāng)設(shè)防烈度為8 度或9 度
時(shí)，可將幾個(gè)柜（屏）在重心位置以上連成整體?！逼?
柜焊接安裝方式是目前國(guó)內(nèi)比較常用的一種方式，
但對(duì)于如何焊接，焊接面積多少，沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)定，能
抗多大烈度的地震不得而知，安裝單位大多采用點(diǎn)
焊方式固定。但在國(guó)外的工程中大多要求采用能抗
震的地腳螺柱或帶有隔震減震裝置的螺栓連接固
定，點(diǎn)焊幾乎不被接受，除非有說(shuō)明或計(jì)算。對(duì)于強(qiáng)
震地區(qū)，在屏柜單個(gè)本體不能滿(mǎn)足抗震要求時(shí)，在屏
柜底部用框架將屏柜整體連接，然后再用螺栓固定
在槽鋼基礎(chǔ)上以提高抗震能力。GB50260-2013 規(guī)
范中要求在重心位置以上連成整體是較難實(shí)現(xiàn)，一
是柜體的重心不好確定，二是只能用螺栓進(jìn)行連接，
但螺栓如何選擇，強(qiáng)度多大均沒(méi)有規(guī)定，同時(shí)有些柜
體結(jié)構(gòu)連接起來(lái)是比較困難的。
4 其他電氣設(shè)備和附件抗震設(shè)計(jì)
在電力系統(tǒng)中，蓄電池和UPS 是提供控制、保
護(hù)及應(yīng)急疏散照明的主要電源，電纜是傳輸電力、控
制和保護(hù)、通信信號(hào)的中間環(huán)節(jié)，電纜橋架或支架是
用于支撐電纜的設(shè)備。這些設(shè)備和設(shè)施在地震中一
旦遭到破壞，同樣將影響整個(gè)變電站或電站的正常
工作，在抗震設(shè)防的地區(qū)同樣應(yīng)引起足夠的重視。
蓄電池的震害與蓄電池的類(lèi)型和安裝方式有很
大的關(guān)系，如果立放，則由于高度增加，底部接觸面
積小，地震時(shí)容易傾覆。如果平放，抗震性能較好，但
其散熱和布置面積增大，因此應(yīng)根據(jù)設(shè)防烈度和電
池型式確定安裝方式。設(shè)置抗震支架是保證蓄電池
在地震時(shí)不被破壞的較好方法之一，它投資小，且易
于實(shí)現(xiàn)，將蓄電池牢固地固定在抗震支架上，可有效
地防止在地震時(shí)蓄電池的滑落和傾倒。同時(shí)，為了防
止蓄電池在地震時(shí)受力拉壞，應(yīng)采用軟導(dǎo)線和電纜
的連接方案，且引接線和連接線不能過(guò)緊，應(yīng)留有適
當(dāng)?shù)脑６取?
在GB50260-2013 中取消了1996 版中“電纜、
空氣壓縮機(jī)、管道、接地線等，應(yīng)采取防止地震時(shí)被
切斷的措施”一條。但在一些國(guó)外工程中，特別是強(qiáng)
震國(guó)家，仍要求進(jìn)行電纜橋架、管道固定件的抗震計(jì)
算分析。對(duì)于采用電纜支架的敷設(shè)方式，由于各支架
是單獨(dú)固定和支撐，在地震時(shí)不會(huì)造成連續(xù)斷裂和
擠壓現(xiàn)象，同時(shí)電纜具有一定的下垂和裕量，地震時(shí)
電纜不易斷裂，可以不進(jìn)行抗震校驗(yàn)。但對(duì)于采用電
纜橋架的敷設(shè)方式，由于是連續(xù)固定在一起，在地震
時(shí)會(huì)形成連鎖反映，造成斷裂甚至擠斷電纜，整體破
壞電纜橋架，因此，要求在相應(yīng)的地震設(shè)防烈度下，
對(duì)電纜橋架及支撐件進(jìn)行抗震計(jì)算以滿(mǎn)足相應(yīng)地震
烈度的要求是比較合理的。
5 結(jié)語(yǔ)
電氣設(shè)備（如電力變壓器、斷路器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、蓄
電池等）是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，在國(guó)家規(guī)定的地震
設(shè)防烈度內(nèi)，采取一定的抗震措施，使其在發(fā)生地震
時(shí)，不致造成故障、設(shè)備損壞和停電，對(duì)于抗震救災(zāi)、
堅(jiān)持生產(chǎn)、保證生活有著重要意義。在強(qiáng)震地區(qū)和要
求設(shè)防的地區(qū)進(jìn)行電站或變電站設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下
問(wèn)題。
（1）對(duì)電氣設(shè)備應(yīng)提出明確的抗震要求，并提供
相關(guān)資料。
（2）在地震設(shè)防烈度比較高的地區(qū)（8 度及以上）
應(yīng)盡可能選擇重心較低的設(shè)備，如GIS、罐式斷路
器、Pass 等。
（3）對(duì)設(shè)備的固定螺栓、基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)行地震復(fù)核，
考慮地震附加力的作用。
（4）對(duì)設(shè)備之間的連接盡可能采用軟連接，并適
淵下轉(zhuǎn)第30 頁(yè)冤
第6 期 穆建軍，等：電氣設(shè)備抗震設(shè)計(jì)的分析探討 21
當(dāng)留有裕度，以適應(yīng)地震時(shí)設(shè)備不同擺動(dòng)引起的拉
力作用。
（5）在高地震區(qū)域的電站或變電所盡可能選用
固定柜，以防止地震時(shí)出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象。
參考文獻(xiàn)：
[1]GB50260-2013.電力設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃
出版社，2013.
[2]GB50556-2010.工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)備抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：
中國(guó)計(jì)劃出版社，2010.
[3]解琦，郝際平，張文強(qiáng)，等.日中美抗震規(guī)范中電氣設(shè)備
設(shè)計(jì)研究[J].世界地震工程，2009，25（4）.
[3]程永鋒，朱全軍，盧智成.變電站電力設(shè)施抗震措施研究現(xiàn)
狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（22）.
淵上接第21 頁(yè)冤
可見(jiàn)，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出不同容量時(shí)，無(wú)阻尼固有振蕩
頻率也是不同的。
4 其他表達(dá)式
4.1 用機(jī)械（或慣性）時(shí)間常數(shù)來(lái)表達(dá)
機(jī)械（或慣性）時(shí)間常數(shù)表示在發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)
矩作用下，把轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)加速到額定轉(zhuǎn)速所需要
的時(shí)間。
這可以由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)方程求得。
將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)方程：dω
dt
=
改寫(xiě)為：Jdω= dt
兩邊求積分：
ω2
ω1 乙dω=
t2
t1 乙dt
當(dāng)ω1=0，ω2= 1，t1=0，t2= mec 時(shí)，
有mec=
而=
故有
=
=
27.4 2
100 蓸蔀（s） （11）
式中： 2———轉(zhuǎn)動(dòng)部分飛輪力矩， 2=4 ，kg·2 m；
p＇N———發(fā)電機(jī)功率，kW；當(dāng)cos =1時(shí)，p＇N=pN；
———發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，r/min。
這就是我們常用的機(jī)械（或慣性）時(shí)間常數(shù)計(jì)
算式。
所以，當(dāng)cos =1 時(shí)，p＇N=pN，此時(shí)有：
= 1
2π
p2 姨= 1
2π
2
姨 1 = 1
2π
14
2
姨 1 = 1
2π
2π 姨（12）
4.2 用儲(chǔ)能常數(shù)來(lái)表達(dá)
儲(chǔ)能常數(shù)（單位：s）指的是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的
動(dòng)能和發(fā)電機(jī)額定容量的比值，即：
=12
1
2
（s） （13）
由于，
=12
1
2
=12
1
2 2π6
0
=12
J
1
2π
（14）
所以，
= 1
2π 姨= 1
2π 姨 1 = 1
2π
π 姨（15）
5 結(jié)語(yǔ)
在計(jì)算式推導(dǎo)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)本文引言中提到的
文獻(xiàn)[2]中所示發(fā)電機(jī)固有振蕩頻率計(jì)算式存在錯(cuò)誤
的問(wèn)題，實(shí)際上是由于未對(duì)各物理量的量綱進(jìn)行仔
細(xì)核對(duì)所致。
通過(guò)仔細(xì)推導(dǎo)，我們得出了凸極同步發(fā)電機(jī)多
種情況下無(wú)阻尼振蕩固有頻率正確計(jì)算表達(dá)式。
必須注意的是，電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算中所采用的實(shí)際
值、標(biāo)幺值參數(shù)不能相互混淆。
參考文獻(xiàn)：
[1]王金山,龔守志. 獅子灘水電站水輪發(fā)電機(jī)功率擺動(dòng)的分析
和處理[J].水力發(fā)電,1982，(09).
[2]馬震岳,董毓新.水輪發(fā)電機(jī)組動(dòng)力學(xué)[M].大連:大連理工大
學(xué)出版社,2003：68-69.
[3]許實(shí)章.電機(jī)學(xué)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1981：291.
30 水 電 站 機(jī) 電 技 術(shù) 第37卷

網(wǎng)友評(píng)論 more

電力安全論文最新內(nèi)容

05-30