（保定天威保变电气股份有限公司 河北省保定市 071000）
摘要：随着社会发展速度的不断加快，提高电力系统供电的可靠性，减少用户停电或减负荷的时间日益重要。并联电抗器就近配制备用相，以便在电抗器三相中的某一相发生故障进行检修时，使用备用相替换故障相运行。为进一步节省停电换相时间，换相转运时不拆除连接在电抗器本体上的关键组部件，而是将电抗器整体进行转运。由于电抗器整体在装卸及运输过程中可能会产生过大的加速度，从而导致一些组部件结构受到损坏。因此，对电抗器整体进行受力分析并增加防护，减小移动过程中受到的冲击，将有助于整体换相转运顺利进行，并有利于保证电抗器在后续服役过程中能够稳定运行。本文介绍了电抗器整体换相转运过程中的受力情况，结合机械强度仿真计算，针对电抗器关键部位进行防护，并通过实际试验得到了验证。
关键词：并联电抗器；整体换相转运；防护装置
一、并联电抗器整体换相转运过程中存在的问题
并联电抗器故障相与备用相进行换相时，需要先将故障相电抗器移出原位，再将备用相电抗器移入故障相的位置。为了减少电抗器转运前的拆除和就位后的安装时间，将电抗器本体连同套管及升高座等部件进行整体转运。由于电抗器整体重心较高，并且电抗器本体需充油运输，造成电抗器的转运质量高于其在设计时的运输质量。基于以上因素，电抗器整体在装卸及运输过程中如果受到过大的冲击加速度，可能会导致电抗器本体或其他组部件结构受到损坏，从而使电抗器换相转运不能顺利进行，并且影响电抗器的持续稳定运行。
二、整体换相转运结构
并联电抗器的整体结构主要包括电抗器本体，高低压侧套管及其升高座，储油柜及其支架，冷却装置及其支架等组部件。由于冷却装置和储油柜等部件通过较大尺寸支架支撑，其外限超出了运输界限，需要拆除其与电抗器本体连接的管路。高低压侧套管及其升高座直接安装在电抗器本体上，不需进行拆除。电抗器整体换相转运结构包括电抗器本体、可卸式引线以及套管等关键部件。
电抗器的高压套管重心在竖直方向上远高于电抗器本体重心，在水平方向上又远离电抗器本体重心，高压套管及其下部的可卸式引线升高座缺少水平及竖直方向上的有效支撑。因此在电抗器的装卸及运输过程中如果某一方向上的冲击加速度过大，很容易造成局部应力超高从而导致其结构收到破坏。
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图1 防护装置安装示意
三、电抗器整体换相转运防护装置
电抗器整体换相转运防护方案如下：
1.安装可卸式引线防护装置。
在可卸式引线升高座与油箱间增加支架，保证转运时对可卸式引线有足够的支撑；
2.安装高压套管防护装置。
将电抗器高压套管均压环和接线端子拆除，将运输用固定板安装在套管上端部，在可卸式引线升高座上安装运输用支架（共4处）。通过钢丝绳将上套管上端部固定板与运输用支架连接，按对角线依次调节钢丝绳保持拉紧并使套管在四个方向上受力均匀，且拉力不宜过大，确保转运过程中套管安全。
3.电抗器整体换相转运防护装置安装如图1所示：
四、电抗器整体换相转运防护装置受力分析
以实际中生产的某台特高压电抗器为研究对象，根据此产品的实际参数，通过三维建模软件建立电抗器整体转运防护装置的三维模型，并应用结构强度计算软件对此模型进行受力分析。
由于仿真的需要，降低不必要的计算量，在不影响计算精度的情况下，对模型进行了简化，电抗器油箱只保留与可卸式引线升高座有连接的高压侧箱壁，将套管用等效面积的空心圆柱代替。将可卸式引线升高座中的变压器油质量等效到升高座壁质量中。
可卸式引线支架与高压套管材料机械性能常数见表1.
表1 主要材料机械性能常数
将高压侧箱壁内表面设为固定约束，电抗器整体施加竖直向下的重力加速度载荷和1g的水平加速度载荷（如图2所示）。
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图2 力加载示意图
电抗器可卸式引线升高座及支架的等效应力计算值如图3所示。最大应力出现在上部L型支架与升高座壁连接的弯板处，最大应力229.53MPa，在材料许用应力范围内。
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图3 转运支架应力分布图
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图4 高压套管应力分布图
电抗器高压套管等效应力计算值如图4所示。最大应力出现在套管根部加强铁处，最大应力137 MPa。瓷套处应力不超过14 MPa,均在材料许用应力范围内。
通过以上受力分析可知，在给定的加速度（1g）情况下，防护装置的机械强度满足电抗器整体转运的要求。
四、结语
在并联电抗器生产完成后，对电抗器进行了整体转运试验，在转运过程中通过专业数据采集系统对电抗器关键部位进行加速度值和应力值进行了采集和评估。试验结果表明，本次电抗器整体换相转运试验过程中电抗器各部位振动加速度小于1g，最大为0.32g，振动在套管上产生的应力小于1MPa。电抗器整体转运防护装置各项数据均达到或优于设计要求，可对电抗器关键部件进行防护，为电抗器换相转运工作顺利进行提供了切实有效的保障。
参考文献
[1]保定天威保变电气股份有限公司组编. 电力变压器手册[M]. 北京：机械工业出版社，2014.
[2]机械工程材料性能数据手册编委会. 机械工程材料数据手册[M]. 北京：机械工业出版社，1994.
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