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第45卷第2期防灾减灾工程学报Vol.45No.2

2025年4月JournalofDisasterPreventionandMitigationEngineeringApr.2025

DOI：10.13409/ki.jdpme.20231024005

高压变压器抗震性能分析的简化动力学模型研究∗

顾威，吴承宇，何军

（上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院土木工程系，上海200240）

摘要:高压变压器是高压变电站的关键电气设施，起到为电力网络变换电压和分配电能的作用，其抗震性能是相关

电网和供电区域抗震性能和震后恢复能力的重要影响因素。高压变压器主要由油箱体系和升高座与瓷套管体系

组成，它们都是地震易损的，需要严格的地震可靠度和易损性等抗震性能分析。目前高压变压器抗震性能分析的

常用方法是地震模拟振动台试验和有限元分析，但财物成本或计算费用相当高昂，不适用于地震可靠度和易损性

等需要多次地震响应分析的抗震性能分析。为了减少高压变压器单次地震响应分析的成本，本文进行了高压变压

器抗震性能的简化分析方法研究，建立了高压变压器地震响应分析的简化动力学模型。该模型将高压变压器分解

为油箱体系和升高座‐瓷套管体系，油箱体系的加速度响应由油箱顶板的加速度放大系数来简化分析，升高座‐瓷套

管体系的地震响应由一个考虑升高座和瓷套管摇摆特性的4自由度振动系统来简化分析，然后，将油箱体系地震响

应和升高座‐瓷套管体系地震响应的简化分析模型进行耦合，最终形成高压变压器地震响应的快速计算方法。典型

天然地震波作用下某220kV变压器瓷套管顶端位移响应有限元分析结果和简化计算结果的对比分析，验证了本文

所建立的简化动力学模型的计算精度。

关键词:高压变压器；抗震性能；摇摆效应；加速度放大系数；简化动力学模型

中图分类号:TU311.3文献标识码:A文章编号:1672‐2132(2025)02‐0427‐09

StudyonSimplifiedDynamicModelsforSeismicPerformanceAnalysis

ofHigh‐voltageTransformers

GUWei，WUChengyu，HEJun

(DepartmentofCivilEngineering,SchoolofOceanandCivilEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,

Shanghai200240,China)

Abstract:High-voltagetransformersarecriticalcomponentsinhigh-voltagesubstations,performing

essentialvoltagetransformationandpowerdistributionfunctionsforpowergrids.Theirseismicperfor‐

mancesignificantlyaffectstheearthquakeresistanceandpost-earthquakerecoverycapacityofrelated

powergridsandpowersupplyareas.High-voltagetransformersmainlyconsistofoiltanksystemand

elevatedplatform-porcelainbushingsystem.Bothsystemsareseismica