淺談主網(wǎng)變電站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘 要：我國電力在現(xiàn)代化的建設(shè)中不斷前進(jìn)，對(duì)于主網(wǎng)變電站的設(shè)計(jì)也在逐步的實(shí)現(xiàn)規(guī)范化和專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化。電力系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定和安全，文章主要對(duì)主網(wǎng)變電站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和研究，并對(duì)有關(guān)設(shè)計(jì)中的問題進(jìn)行詳細(xì)的探討。

關(guān)鍵詞：主網(wǎng)變電站；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）21-0091-01

變電站主要作用是改變電壓，將電廠的電能輸送到其他地方，在輸送的前提下，先將電壓升高，然后運(yùn)用高壓電輸送，當(dāng)達(dá)到用戶附近，再降低電壓。這種工作主要是通過變電站完成。變電站的作用就是利用設(shè)備，進(jìn)行切斷、接通或者改變并調(diào)整電壓。

因此，變電站是輸配電的關(guān)鍵，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性直接對(duì)電力整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的關(guān)系。變電站的標(biāo)準(zhǔn)化管理在主網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，有著重要的意義，其主控樓和配電樓屬于變電站的主體結(jié)構(gòu)，一般采用的是鋼筋混凝土框架，而構(gòu)支架則用的是鋼管桿。

1 變電站框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

1.1 變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的性能標(biāo)準(zhǔn)

變電站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般是按照建筑物的安全等級(jí)，對(duì)其重要性和抗震設(shè)防烈度等進(jìn)行設(shè)置的，尤其是變電站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一定要滿足相應(yīng)的要求，對(duì)于建筑物的強(qiáng)度和穩(wěn)定性和抗震抗裂性能等要求都有一定的標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)中，應(yīng)優(yōu)先推廣一些先進(jìn)的技術(shù)和新方法，同時(shí)運(yùn)用新材料極性設(shè)計(jì)。

目前，我國很多部分地區(qū)都對(duì)主網(wǎng)變電站采用混凝土框架設(shè)計(jì)。變電站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和實(shí)際依據(jù)，同時(shí)還有變電站的詳細(xì)地理數(shù)據(jù)，加上地基的抗震能力、承載能力，建筑材料的質(zhì)量，都可以用建筑設(shè)計(jì)圖紙和文字進(jìn)行說明和分析。

1.2 變電站的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

變電站的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，對(duì)于地基情況良好的情況下，可采用單獨(dú)基礎(chǔ)，如果地形不好，可以采用條形基礎(chǔ)。如果地基條件達(dá)不到強(qiáng)度，同時(shí)也達(dá)不到變形的要求時(shí)，一般采用人工處理地基的方式，這種方式有換土法和強(qiáng)力夯實(shí)法。因此，在對(duì)地基設(shè)計(jì)時(shí)，一定要充分考慮到實(shí)際情況，如果柱下基礎(chǔ)比較寬，或變電站地基沒有良好整體勻稱的情況下，對(duì)于節(jié)點(diǎn)面積，要適當(dāng)加寬。在使用樁基礎(chǔ)的時(shí)候，因照顧到當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況，嚴(yán)格按照當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況選樁。

1.3 變電站結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)需經(jīng)濟(jì)合理且規(guī)范

變電站結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)要按照經(jīng)濟(jì)合理的方式進(jìn)行設(shè)置，要按照相應(yīng)的規(guī)范選擇。通常情況，要用II級(jí)鋼作為現(xiàn)澆板配筋，不可使用I級(jí)鋼，要保證變電站的整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量一定要達(dá)標(biāo)。在鋼筋的布設(shè)，通常采用的是大間距以及大直徑方式，還要保證鋼筋板上下距離等同。處理框架并對(duì)其填充的過程中，應(yīng)采用輕質(zhì)隔墻，在梁帶施工上采用的是現(xiàn)澆方式。

2 變電站的梁柱和框架柱設(shè)計(jì)分析

2.1 梁柱設(shè)計(jì)分析

變電站的梁柱設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)保證主梁和次梁不可混同。對(duì)于次梁應(yīng)采用箍筋以及吊筋的方式，且在次梁搭建的時(shí)候一定不可靠近主梁。如果次梁在主梁附近，勢必引起主梁抗扭，應(yīng)采用必要的措施，增加抗扭箍筋進(jìn)行平衡，還可采用縱筋以及現(xiàn)澆板等方式達(dá)到平衡。在一定程度上，對(duì)于梁縱筋的應(yīng)用，應(yīng)加強(qiáng)小間距以及小直徑，以防出現(xiàn)不良情況引起分裂。鋼筋之間要滿足相應(yīng)的要求，使得其和梁橫截面達(dá)到協(xié)同配合。

2.2 框架柱設(shè)計(jì)分析

對(duì)于框架柱設(shè)計(jì)過程中，要主要使用高強(qiáng)度的混凝土，此外應(yīng)對(duì)斷面尺寸進(jìn)行縮減。保證框架柱的比例達(dá)到和諧。同時(shí)，盡量不要出現(xiàn)短柱情況，短柱箍筋要全高加密，對(duì)于縱筋則可不必過大。在周圍的建筑物主軸線，要設(shè)定柱子，防止出現(xiàn)懸挑跨度大等情況，對(duì)于框架柱的方向，應(yīng)在縱橫向上設(shè)置柱，這樣就能達(dá)到雙向支承的要求。

變電站的樓梯設(shè)計(jì)要求，一般應(yīng)用板式，也有運(yùn)用梁式。運(yùn)用梁式樓梯，主要按照踏步用作基本單元，其梯段和斜梁都有一定的要求。要按照相應(yīng)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，還要考慮到支座對(duì)梯段影響。在設(shè)計(jì)計(jì)算中，要選取合理值進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于平臺(tái)板的設(shè)計(jì)，可以設(shè)計(jì)為單向板，注意到支座嵌固影響。

3 主網(wǎng)變電站鋼結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)

3.1 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

主網(wǎng)變電站的構(gòu)架一般受力是水平荷載，在承受的水平荷載中，主要是導(dǎo)線張力和地線張力，同時(shí)還要受到風(fēng)力影響。這種構(gòu)架具有高柱子和小斷面的特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)上是大柔度結(jié)構(gòu)方式。這種結(jié)構(gòu)方式在我國南部地區(qū)有很多，通常采用的是鋼管桿構(gòu)架。同時(shí)，采用鋼管梁，與混凝土結(jié)構(gòu)相比較而言，這種鋼結(jié)構(gòu)方式有著更好的強(qiáng)度和韌度，且具有良好的穩(wěn)定性，比較適合批量生產(chǎn)，節(jié)約了很多成本，對(duì)變電站也具有很好地美化作用。

這種鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們都知道變電站的構(gòu)架受力中的導(dǎo)線和地線之前有著很多的張力，這些張力受到很多影響，主要有導(dǎo)線檔距，以及弧垂，加上導(dǎo)線的自重和安裝導(dǎo)線中檢修人員的人為等情況，如果有外界的氣溫和地理環(huán)境等影響，都會(huì)對(duì)導(dǎo)線的弧垂產(chǎn)生影響。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)的連接方式

按照電氣有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，對(duì)于帶電導(dǎo)線應(yīng)和地面、周圍建筑物以及其他建筑物保持一定的距離，所以對(duì)于主線變電站的構(gòu)架，應(yīng)將柱保證在較高且使得橫截面較小的情況下。對(duì)于變電站的鋼結(jié)構(gòu)，其節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)屬于重點(diǎn)。

在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，要注意幾個(gè)部分：主要是鋼管柱連接設(shè)計(jì)，人字柱柱頭和柱桿連接，加上人字柱和橫撐構(gòu)件連接部分，最后是人字柱和基礎(chǔ)連接部分等。而目前在鋼結(jié)構(gòu)的連接方式中，主要有剖口對(duì)焊方式的連接，同時(shí)還有一種連接是法蘭連接方式。這兩種連接方式中，比較流行和常用的就是法蘭連接方式，這種連接方式比較方便和節(jié)約。在人字柱柱頭和柱桿連接方式中，一般采用的是鋼板焊接方式，運(yùn)用這種方式連接，由于人字柱柱頭有一定的特殊性，采用鋼板焊接方式可以盡可能的保證人字柱的牢固，避免外界對(duì)其產(chǎn)生的各種影響，還比較符合相關(guān)設(shè)計(jì)的美學(xué)要求。

對(duì)于人字柱和橫撐構(gòu)件的連接，一般采用剛性連接方式進(jìn)行連接，采用這種連接方式是受到變電站的制約，一般情況下，水平力會(huì)對(duì)變電站的架柱產(chǎn)生一定的影響，從而導(dǎo)致壓柱不穩(wěn)定，并容易產(chǎn)生一定的破壞。針對(duì)人字柱以及基礎(chǔ)連接，主要采用的是杯口插入的連接方式，這種連接方式一般應(yīng)先對(duì)鋼管的插入杯口深度有一個(gè)精確的把握。同時(shí)，在鋼管插入杯口深度是受到一定的制約的，主要受到拉桿軸力影響，還受到抗戰(zhàn)剪強(qiáng)度和拉桿外直徑等情況的影響。在實(shí)際施工的時(shí)候，一定要對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算清楚，盡量使設(shè)計(jì)和施工相符合。

4 結(jié) 語

綜上所述，主網(wǎng)變電站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)加強(qiáng)分析節(jié)點(diǎn)的連接方式，注意到節(jié)點(diǎn)受力情況，還要保證整個(gè)變電站的設(shè)計(jì)達(dá)到相關(guān)要求，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自動(dòng)化，減少設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的誤差，促進(jìn)變電站的健康發(fā)展。

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