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【 Abstract 】 Our country the transformer substation design is gradually toward normalization, standardization, greatly improving the operation safety of electric power system of our country and stability. The author substation structure design of the main two points-architectural framework structure and steel structure node design are analyzed and discussed.
【 Keywords 】 substation building, frame structure, steel structure design.
中圖分類號：TU391文獻標識碼： A 文章編號：
1.前言
變電站，改變電壓的場所。為了把發(fā)電廠發(fā)出來的電能輸送到較遠的地方，必須把電壓升高，變?yōu)楦邏弘?，到用戶附近再按需要把電壓降低，這種升降電壓的工作靠變電站來完成。它的主要作用是將一些設備組裝起來,用以切斷或接通、改變或者調(diào)整電壓, [1]而在電力系統(tǒng)中,變電站是輸配電的關鍵點。變電站的結(jié)構的安全性及穩(wěn)定性對于整個電力系統(tǒng)的安全運行及穩(wěn)定性具有重要的意義。目前,我國的變電站已基本實現(xiàn)了標準化,甚至有些電網(wǎng)（如南方電網(wǎng)）已經(jīng)擁有了標準化設計的具體實施方案，對于實現(xiàn)基建工程“一體化、規(guī)范化”管理有著重要意義。在主網(wǎng)變電站建構物中，主控樓、配電樓及構支架是其結(jié)構的主體，建筑結(jié)構主要采用鋼筋混凝土框架結(jié)構；構支架主要采用鋼管桿。本文將就主網(wǎng)變電站結(jié)構設計的兩個設計要點——變電站框架結(jié)構設計和鋼結(jié)構構架設計進行分析和探討。
2.變電站框架結(jié)構設計
變電站建筑宜根據(jù)建筑物重要性、安全等級、抗震設防烈度采用適宜的結(jié)構形式，且變電站結(jié)構設計應滿足強度、穩(wěn)定、變形、抗裂及抗震等要求，并在總結(jié)實踐中積極慎重推廣先進技術，采用成熟的新結(jié)構和新材料。隨著經(jīng)濟及技術的發(fā)展，我國大部分地區(qū)磚混結(jié)構變電站建筑已被鋼筋混凝土框架結(jié)構所代替。為此本文作者就變電站框架結(jié)構的設計主要要點闡述如下:
2.1變電站結(jié)構設計的詳細說明
變電站結(jié)構設計的說明書一般而言主要包括：結(jié)構設計的理論依據(jù)以及現(xiàn)實依據(jù),變電站所處的詳細的地理情況、地基抗震的能力以及承載力、材料的質(zhì)量等級等,在施工圖中沒有畫出來，一般要用文字進行詳細的說明。
2.2 基礎設計
變電站的框架基礎，當?shù)刭|(zhì)條件好時，首先考慮采用單獨基礎，其次為條形基礎，如天然地基不能滿足強度和變形要求時，可考慮采用樁基礎，也可采用人工處理地基的辦法，如換土、強力夯實等方法。在設計時，一定要按照地基的實際情況進行設計。比如，柱下擴展基礎的寬度過寬時，或者是地基整體上很不勻稱時，或者是地基的硬度不夠時，就要考慮是否利用柱下條基來加強結(jié)構的穩(wěn)定性。另外，節(jié)點地方的基礎面積應該要給予適當?shù)募訉挘驗樗浑p向利用，所以有可能帶來一些意想不到的不利因素。而在使用樁基礎時，則一定要按照當?shù)氐牡刭|(zhì)情況進行選樁。
2.3 結(jié)構平面設計
在進行結(jié)構平面設計時，梁板布置應根據(jù)電氣設備布置及荷重分布狀況，選擇經(jīng)濟合理的梁板布置方案。樓（地）面活荷載應根據(jù)電氣運行、檢修、設備布置等情況進行取值?，F(xiàn)澆板的配筋的選擇不能過于隨意，一定要按照相關的規(guī)范及標準進行選擇。一般情況下，現(xiàn)澆板的配筋主要采用Ⅱ級鋼，而不能使用Ⅰ級鋼，這也是為了保證變電站整體結(jié)構的質(zhì)量的需要。鋼筋的布筋的方式一般都采用大直徑或者是大間距的方式，要盡可能地使鋼筋板上下的鋼筋的距離相等，而且應該要盡可能的減少其直徑的類型。另外，在對框架進行填充時，一般選用輕質(zhì)的的隔墻，過梁也多是使用現(xiàn)澆的梁帶。在做結(jié)構平面設計時，一定要對這些情況進行詳細的說明。
2.4 梁的設計
梁的設計應該要分清楚主梁和次梁，一般而言，次梁的部分一定要注意使用箍筋和吊筋，且千萬注意次梁搭建的地方不能靠近主梁的支座，次梁如果處在主梁支座的附近，那么就必須要注意考慮次梁可能引起的主梁的抗扭，或者采取增加抗扭箍筋和縱筋的方式來進行平衡，或者是使用現(xiàn)澆板。從理論上來講，梁縱筋所必須要遵循的一個原則就是——小直徑和小間距原則，這有利于防止發(fā)生分裂，但是必須要注意的一個問題——鋼筋之間的距離必須要滿足相關要求，與梁橫截面相配合。[2]
2.5 框架柱的設計
柱的設計中，應對軸壓比的制約要使用強度較高的混凝土,同時應適當減少斷面的尺寸。控制柱的剪跨比主要是為了保證柱的延性，為簡化計算一般通過控制柱的長細比≧4（又稱長柱）來實現(xiàn)。盡量避免短柱，短柱箍筋應全高加密，其縱筋不宜過大。在建筑物周邊的主軸線上盡可能設柱，避免有較大跨度的懸挑結(jié)構?？蚣苤目v橫兩個方向盡可能對應設柱，以滿足雙向支承要求。
2.6 樓梯的設計
根據(jù)建筑圖對樓梯的布置，確定鋼筋砼樓梯的結(jié)構形式，一般采用板式和梁式兩種基本型式。梁式樓梯跨步板，可按一個踏步作為計算單元，作縱向簡支計算。梁式樓梯的梯段、斜梁，一般按簡支計算；板式樓梯的斜板，考慮其支座對梯段的嵌固影響，計算時，跨中及支座彎矩，可近似取為1/10ql2。平臺板為單向板，計算彎矩可取1/8 ql2或1/10ql2，視支座嵌固影響而定；平臺梁按簡支梁計算。
3 變電站的鋼結(jié)構構架設計
變電構架的受力主要以水平荷載為主，承受的主要水平荷載是導線及地線的張力，其次是風力。構架特點是柱高而斷面細小，屬于大柔度結(jié)構。當前，我國南方地區(qū)尤其是一些經(jīng)濟比較發(fā)達的地區(qū)的變電站多采用鋼管桿構架,梁采用格構式或鋼管梁,與混凝土相比，具有較高的強度和韌性，性能穩(wěn)定，適合批量生產(chǎn)，既節(jié)約了成本，也美化了整個變電站的外觀。
3.1 采用自動化的方式對鋼架的節(jié)點進行受力分析
當前計算機技術的迅猛發(fā)展，計算機技術已經(jīng)開始深入到學科的各個領域，
同時也為改善我國變電站系統(tǒng)的設計提供了強大的技術支持。所以在進行變電站的結(jié)構的設計時，應該要積極引進信息化自動系統(tǒng)，以便能夠準確的分析變電站的鋼架結(jié)構的各個節(jié)點的受力情況，避免人工計算帶來的誤差，影響整個結(jié)構的設計的準確度，使得變電站的設計走上自動化發(fā)展的道路。對于構架使用空間結(jié)構計算分析軟件來完成靜力分析更符合結(jié)構實際受力性能，計算結(jié)果更精確，空間結(jié)構計算分析軟件首推STAAD/CHINA。
3.2 變電站的鋼結(jié)構構架設計要點
變電站構架的受力一般而言主要以水平受力為主，其受力的來源主要是導線和地線之間形成的張力。還有就是來自外界的風力。而導線與地線之間形成的張力的大小程度受多個因素的影響，主要有導線的檔距、弧垂、導線自重、覆冰厚度、引下線重量和安裝導線檢修上人為的因素等，外界氣溫的變化在很大的程度上則決定了導線的弧垂。[3]因此根據(jù)電氣的相關的要求，帶電導線對地面以及其他的周圍的建筑物必須要保持一定的距離，因此變電站的構架的突出特點主要是柱相對要高而橫截面相對要小。通常而言，變電站的鋼結(jié)構的節(jié)點的設計是整個變電站設計的重點之一。變電站的節(jié)點的設計主要可以分為四個部分：鋼管柱的連接、人字柱的柱頭與柱桿件的連接、人字柱與橫撐構件的連接及人字柱與基礎的連接。目前，鋼管柱的連接主要采用剖口對焊連接和法蘭連接兩種方式，其中使用比較普遍的主要是法蘭連接的方式。人字柱的柱頭與柱桿件的連接則主要通過鋼板焊接的方式進行，采用這種方式的原因主要是因為人字柱的柱頭的受力情況比較復雜，采用鋼板焊接的方式可以最大限度的固定人字柱的位置，減少外界對它的影響，符合相關的設計的要求。人字柱與橫撐構件的連接則采取剛性連接的方式進行，最主要的原因是因為變電站的架柱容易受到水平力的影響，其受壓柱的穩(wěn)定性極其容易受到破壞。人字柱與基礎則主要采用杯口插入連接的方式。但是在選擇這種方式的時候，一定要準確的確定鋼管插入到杯口的深度。鋼管插入到杯口的深度的主要由受拉桿的軸力、抗粘剪的強度、受拉桿的外直徑等幾個因素所決定。同時，在實際的施工過程中，還必須要密切關注相關的因素的變化，使得計算的理論值盡量與實際施工的情況相符合。
4.結(jié)語
從以上的分析中我們可以了解到，主網(wǎng)變電站的整體構架的設計比較復雜，涉及到的因素也比較多，例如：建筑結(jié)構的荷載、混凝土的結(jié)構設計、抗震性、變電站的地基結(jié)構等，而變電站的鋼架結(jié)構的設計則是整個變電站設計的重中之重，在其設計的過程中，必須要準確的分析各個節(jié)點的受力情況以及相關的節(jié)點的連接方式，使得整個的設計符合相關的要求，最好可以實現(xiàn)整個設計的自動化進行，盡量的減少設計中的數(shù)據(jù)誤差，使我國變電站的設計更加合理，促進我國變電站的健康可持續(xù)發(fā)展。
【參考文獻】
[1]王亞剛.對變電站建筑框架結(jié)構及鋼結(jié)構節(jié)點設計的探究[J].價值工程.
2011.846-47
[2]陳磊.110kV變電站結(jié)構特點和經(jīng)濟比較[J].電站系統(tǒng)工程.2011.27(6)；
中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（a）-0056-01
變電站繼電保護對戶外柜的機械剛度和強度都有很高要求，機柜必須要能夠承載一定的電氣應力以及機械應力的材料構成，并且要使這些材料能夠在惡劣環(huán)境下保持完整，不受環(huán)境影響。因此，外柜機的機柜表面應該涂抹上防腐材料，做好防腐保護工作，確保機械結(jié)構設計合理，方便操作，使用安全并且便于機械維修。
1 變電站繼電保護戶外柜的基本結(jié)構及其材料準備
1.1 變電站繼電保護戶外柜的結(jié)構
變電站繼電保護戶外柜的結(jié)構不止一種形式，它可以分為雙層密封柜與單層密封柜，裝配方式也有兩種，分別是組裝式、全焊式。單層密封柜在結(jié)構設計上具有很多優(yōu)勢，例如它的設計比較簡單，并且制作成本低等，不過它也存在不足，熱特性太差就是它最大的缺陷。雙層密封柜與單層密封貴特點剛好相反，它的結(jié)構比較復雜，制作成本很高，不過它的熱特性很好，方便控制。
另外，組裝機柜的結(jié)構很復雜，制作成本高，不過它在流水線生產(chǎn)中非常適用。全焊機柜制作成本低，結(jié)構設計簡單，不過它加工起來比組裝柜要復雜，在流水生產(chǎn)線中并不適用。
1.2 變電站繼電保護戶外柜結(jié)構設計的材料準備
通常，為了使變電站繼電保護戶外柜能夠適應室外的惡劣環(huán)境，會使用不銹鋼作為機柜的主要材料，這樣才能避免其因外界污染而生銹，甚至腐蝕，不過制作成本偏高。如果等鋁板氧化后，在其表面做好噴涂工作，這樣也能夠達到防污染的目的。不過采取這種方式有一個缺陷，就是柜機的承受及其防護能力會大大降低。因此，戶外機的設計一定要有針對性，把問題考慮全面。一般的鋼板
柜機在機械強度上不存在任何問題，不過它無法經(jīng)受外的惡劣環(huán)境，為了改變這個現(xiàn)狀，必須要先對其進行必要的處理，例如采取非電解涂鋅方法就是對它最好的處理方式，雖然它的制作流程比較復雜，但是制作成本低，隔熱效果非常好。
2 變電站繼電保護戶外柜的防水、防塵設計
2.1 機械防水結(jié)構設計
如果有水侵入到戶外柜的內(nèi)部，變電站的各種設備會因此受損，甚至可能會被完全破壞，這就要求戶外柜能夠不受惡劣天氣環(huán)境的影響。因此，在戶外柜需要以機柜的結(jié)構特點和安裝方法為依據(jù)來設計。一般來說，二次機柜的擺放都是垂直放置，柜頂?shù)脑O計就比較特別，它要求設計成防雨帽的形狀，以便最大限度為戶外柜遮擋雨水，使戶外柜不被雨水侵入。防雨帽一定要有足夠的面積才能夠起到保護柜機的作用，其上表面需要設計一定坡度，以免形成積水，周圍設計成垂直樣式，方便與戶外柜主體進行裝配。
2.2 機械防塵結(jié)構設計
變電站繼電器保護外柜機的集成度很高，不過其材料強度偏低。一旦有較大的固體顆粒物侵入到設備中，便會給設備造成很大損害。機柜設計一定要具備防塵功能，否則，無法確保它日常工作的正常運轉(zhuǎn)。通常情況下，機柜的防塵級別要達到IP5X才能視為合格產(chǎn)品。在對外柜機進行設計時，要對做好對柜壁縫隙的處理工作，并且在防塵墊周圍要具備彈力，控制好彈性壓縮的距離。同時，對通風口也要進行處理，工作人員可以利用凝膠到堵住通風口，不過此時要考慮到凝膠的性能，觀察期是否能夠適應室外的惡劣環(huán)境條件，如果能夠達到要求，便可以使用，也要定期做好更換與維護工作。
2.3 變電站繼電保護戶外機的防火結(jié)構設計
著火事故在電氣設備中很常見，變電站繼電保護戶外機的設計一定要把防火功能考慮在范圍內(nèi)，在設計時盡量減少內(nèi)部易燃材料的使用數(shù)量，如果出現(xiàn)引火現(xiàn)象，一定要把火勢控制在機柜內(nèi)部。在材料選擇上要特別注意盡可能選擇不易致燃的材料。戶外柜機的安裝與其他設施沒有太大關聯(lián)，它比較獨立，因此，其它設備可以與它保持適當距離，避免發(fā)生火災時設備受到牽連，損失會更加嚴重。機柜內(nèi)還可以設置防火隔擋板，防止火勢肆意蔓延。
2.4 照明設施設計
機械設備的夜間維修工作對于工作人員來說很有難度，夜間由于光線比較暗，如果沒有照明設備，工作人員的工作很難開展下去。因此，機柜可以安裝照明裝備，為工作人員的夜間維修工作創(chuàng)造一個良好的環(huán)境。
3 結(jié)語
變電站繼電保護戶外柜機械結(jié)構的設計需要從多個方面來進行考慮，本文主要介紹了戶外柜的基本結(jié)構與材料準備，并對如何做好戶外柜的防護設計進行了詳細分析，為設計出完美的戶外柜提供了理論條件。
參考文獻
[1] 邸凱，常鮮戎，劉寒.圈定保護啟動范圍的變電站繼電保護仿真模型的開發(fā)[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2011（18）：134-138.
1前言
近年來，為了解決電力能源短缺的問題，我國開展了大量的變電站建設的工程項目，這在很大程度上緩解了我國電力供應緊張及增加了人民的生活質(zhì)量，同時還使得我國電力系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定可靠。但是由于我國工程技術水平還不太完善，使得在變電站土建設計過程中存在很多不科學、不恰當?shù)膯栴}，經(jīng)常會導致電力設備出現(xiàn)故障，并使得電力系統(tǒng)運行不正常。所以，設計人員應該把土建設計工作放在重要位置，保證變電站工程質(zhì)量具有國際標準，保證變電站安全可靠運行，從而提高電力企業(yè)經(jīng)濟效益。
2變電站土建結(jié)構設計中常見問題
通常情況下，變電站土建工程具有非常大的復雜性、綜合性，使得在變電站土建結(jié)構設計中經(jīng)常會發(fā)生一些具體的問題，其主要表現(xiàn)在如下幾個方面：
2.1變電站選址不合理由于變電站土建工程設計的技術與知識比較復雜，變電站整個工作系統(tǒng)具有非常多的電氣設備，這些電氣設備的工作狀態(tài)緊密的聯(lián)系在一起，在開展建設工程及設備工作過程中將給附近人們的日常生活帶來嚴重的影響，例如：機械設備工作時出現(xiàn)非常大的噪音及電磁輻射污染等問題。如果變電站施工所在區(qū)域頻繁出現(xiàn)一些惡劣天氣狀況，比如：暴雨、狂風、洪澇等，又由于變電站內(nèi)部電壓非常高、沖擊電流大，非常容易出現(xiàn)變電站相關設備出現(xiàn)短路而損壞的問題，嚴重時會出現(xiàn)火災現(xiàn)象，使得變電站附近的居民生命財產(chǎn)安全受到威脅，并給國家?guī)砗艽蟮慕?jīng)濟損失。
2.2變電站內(nèi)部設計不合理變電站的內(nèi)部通常由很多的電氣設備構成，不同的電氣設備需要工作在不同的電氣運行環(huán)境下。因此，在變電站土建結(jié)構設計時，若不對變電站主體結(jié)構展開全面考慮，且不重視預防一些可能會發(fā)生的安全問題，使得變電站內(nèi)部容易出現(xiàn)著火問題，使得變電站工作運行不正常。設計人員在對變電站土建結(jié)構設計時，如若忽視一些設計細節(jié)，使得變電站預設通風口比較大或者在通風口位置未設置防護網(wǎng)，很容易使部分小動物從通風口跑進電氣設備內(nèi)，引起電氣設備內(nèi)部出現(xiàn)短路。
2.3變電站結(jié)構型式選用不合理在土建結(jié)構設計過程中，設計人員往往不重視變電站結(jié)構型式的選用環(huán)節(jié)，很多變電站土建結(jié)構設計員往往僅為了減小設計工作量，缺乏重視變電站結(jié)構型式的選擇是否適用于變電站地基的實際需求，特別是填方區(qū)的設備基礎選型設計如果考慮不當，導致建筑物的地基基礎缺乏穩(wěn)定性。同時，結(jié)構構件的質(zhì)量及耐用性往往會造成地基及混凝土質(zhì)量出現(xiàn)問題，如果地基出現(xiàn)穩(wěn)定，將會導致混凝土發(fā)生裂縫問題或基礎不均勻沉降，這將會嚴重影響變電站結(jié)構的使用壽命。
2.4變電站在整體布局上存在問題由于變電站內(nèi)部是一個非常復雜的系統(tǒng)，包含很多的電氣設備元件，這些電氣設備還具有非常高的安裝環(huán)境需求，如果變電站內(nèi)部建筑平面的布局出現(xiàn)一些問題，很容易導致電氣設備不能正常工作。通過對我們目前的變電站實際考察，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)變電站整體布局存在很大的不合理性。同時，在實際變電站設計時，設計人員未全面考慮變電站整體布局的合理性問題，使得變電站建筑結(jié)構與電氣安裝存在一些互相沖突的部分，變電站內(nèi)部工作穩(wěn)定性受到嚴重的影響。
3針對變電站土建設計中常見問題
進行對策研究通常來說，變電站建設工程比較復雜，需要全面考慮選址問題、選址的地質(zhì)條件、變電站內(nèi)部電氣設備所需的工作環(huán)境等方面的問題，這些因素都會影響變電站土建結(jié)構設計的實施方案。所以，設計人員必須保證變電站土建結(jié)構設計工作的科學性，在設計過程中出現(xiàn)的問題展開詳細分析，并提出具體的解決方案，保證變電站土建結(jié)構設計在科學的指導下進行。
3.1合理選擇變電站的地址對于變電站的選址問題，需要充分考慮可能發(fā)生的問題而做出具體的解決方案，主要表現(xiàn)在如下幾個方面：①變電站選址區(qū)域需要充分滿足輸電線路及電氣設備出入線的具體要求，盡量保證地址在負荷中心位置，使得電力負荷充分滿足該地區(qū)未來規(guī)劃發(fā)展的需求，并留出充足的進出線空間，保證變電站和輸電線路的連接通道順暢。②為了盡最大程度上滿足地區(qū)規(guī)劃發(fā)展及環(huán)境保護等政策，對變電站的選址問題應多方面考慮，加大現(xiàn)場勘探的力度，不斷的比較選址的周圍環(huán)境、城鄉(xiāng)發(fā)展狀況及附近區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展狀況，從而確定出位置最佳的建設地址。③為了實現(xiàn)變電站建設相關材料的快速運輸，方便工作人員的日常生活，變電站的選址需要盡量靠近公路。④變電站應該盡量選擇在周圍居民少、地勢開闊、樹木比較多的地區(qū)，這樣可以有效阻隔噪音的傳播。⑤變電站的選擇應該注意考慮地質(zhì)災害問題，避免出現(xiàn)滑坡、塌陷問題。
3.2注重變電站內(nèi)部結(jié)構設計的安全性變電站的安全問題一直是備受關注的，如果輕視結(jié)構設計的安全性能，將會很容易給周圍居民及工作人員帶來嚴重的生命安全問題。所以，在變電站土建結(jié)構設計時，需要充分考慮安全問題，主要可以從如下幾個方面進行：①根據(jù)配電室安全標準，保證配電室穿墻套管與地面實際距離的科學性，在保證充分的安全條件下，為工作人員提供便利的工作環(huán)境。②為了有效解決緊急問題的出現(xiàn)，設計人員需要在配電室及主控室處設計合適的疏散通道，同時，使靠近主變壓器附近的門窗滿足防火要求。③盡量在門窗及通風口處安置防護網(wǎng)，防止小動物進入變電站內(nèi)部導致火災發(fā)生。④需要盡可能的增加變電站主控室的采光效果，方便值班人員可以清晰的觀測主控屏及相關設備。
3.3注重變電站主體結(jié)構設計的合理性變電站內(nèi)部結(jié)構的合理性直接決定了變電站工作的穩(wěn)定性。為了使變電站主體結(jié)構具有充分的穩(wěn)定性，不僅要完全防止在地質(zhì)不穩(wěn)定的區(qū)域建設變電站，還應該認真選用結(jié)構型式，應該選用具體的方法來增加主體結(jié)構的可靠性能。具體來說，就是在對變電站地基加固時，不僅要對變電站上方位置實施加固處理，還應對變電站下部位置展開有效的加固，使得變電站主體結(jié)構的穩(wěn)定性滿足要求。此外，還應該結(jié)合變電站具體的情況布置多道防線，從而盡最大程度上保證變電站場地的整體穩(wěn)定性。
3.4強化變電站建筑地基的穩(wěn)固性通常情況下，變電站的選址最好選擇在地質(zhì)條件穩(wěn)定、承受負荷壓力能力強的區(qū)域，但部分變電站的選址并不能完全滿足地質(zhì)條件要求，對于這些地質(zhì)條件欠佳的地區(qū)，比如淤泥地質(zhì)、沙土地質(zhì)等。在開始建設變電站之前，應該雇傭人工對該地質(zhì)進行改善，比如可以使用預制應力管樁或者采用砂石換土的方式來有效改善地基的地質(zhì)情況。
3.5注重變電站工程建設的質(zhì)量問題為了有效增加變電站的工程質(zhì)量，變電站土建結(jié)構設計員應該充分認識到變電站工程質(zhì)量的重要性，提高自我的責任感與綜合素質(zhì)，保證在施工安全的前提下，及時發(fā)現(xiàn)施工中可能出現(xiàn)的問題，并制定行之有效的解決措施。此外，還需要成立一個健全的施工監(jiān)督管理機制，提高對現(xiàn)場施工人員的監(jiān)督管理力度，防止出現(xiàn)不嚴格按照施工標準來開展施工的行為，保證整個施工過程完全按照施工設計開展施工作業(yè)，并能夠?qū)σ?guī)劃設計存在的問題進行及時的修改。設計人員在變電站土建結(jié)構設計過程中，需要盡可能的保證工程的安全性與科學性，保證變電站投入運行的實際壽命達到理論使用壽命，這就需要變電站正式投入使用后，定期的對其進行檢修，及時解決檢修中發(fā)現(xiàn)的問題，從而保證變電站可以安全穩(wěn)定運行。
4結(jié)語
當前國家不斷加大了對電力行業(yè)的投入力度，不斷引進新技術與新設備，變電站作為我國電力網(wǎng)絡重要的環(huán)節(jié)，其土建結(jié)構設計質(zhì)量的的好壞將會牽涉到我國整個電力系統(tǒng)運行的正常與否，從而使得我國經(jīng)濟發(fā)展受到影響。所以，需要充分重視變電站土建結(jié)構工程的質(zhì)量安全，土建結(jié)構設計人員需要一直保持認真、負責的精神，并不斷提高自身的專業(yè)知識，以此來增加變電站建設工程的質(zhì)量安全。同時，還應該注意變電站選址的合理性，注意變電站內(nèi)部結(jié)構設計及安裝的科學性，保證變電站建筑地基具有充分的牢固性，使得變電站可以安全穩(wěn)定運行。
參考文獻:
[1]龍小銳.變電站土建結(jié)構設計存在問題及方案處理研究[J].環(huán)球人文地理，2015（22）.
1 前言
目前，我國的經(jīng)濟處于高速發(fā)展的階段，在各方面的問題上都需要很高的要求，對于變電站的建筑結(jié)構設計也有很高的要求。變電站建筑結(jié)構設計應該具有創(chuàng)新意識，價格合理，在變電站的實用方面也應該增加其實用年限，在穩(wěn)定性上使變電站能夠更好的投入到生產(chǎn)中。外界條件變化萬千，時常存在暴雨，地震等自然災害，變電站建筑結(jié)構設計上應該更能適應這些自然災害，能夠更好的在自然災害中存活。但保證這些需要變電站具有好的質(zhì)量，無論怎樣對變電站建筑結(jié)構設計都要考慮到質(zhì)量問題，質(zhì)量是變電站的一切能力的保證。因此，變電站建筑結(jié)構的設計一定要根據(jù)科學依據(jù)，借鑒國外的先進技術，在一定條件下，選擇合適的材料，設計出符合要求的變電站結(jié)構。
2 變電站建筑結(jié)構設計對于其結(jié)構體系的要求
變電站的結(jié)構對于整體有很大的影響，結(jié)構影響變電站的抵抗自然災害的能力，對于突如其來的暴雨，地震等有很強的適應生存能力，變電站就不會因為一點自然災害的侵襲就坍塌，良好的變電站結(jié)構設計能夠很好的保護國家的財產(chǎn)，延長其使用壽命。變電站的一部分結(jié)構需要留有孔隙，并且有的部位對于防治水的侵襲有極高的要求，因此在這些重要部位上使用的材料也有特別的要求，最好使用混凝土結(jié)構，采取現(xiàn)澆鋼筋的辦法，確保這些部位的牢固性，能有效的防治水對變電站結(jié)構造成的危害。在能夠確保的經(jīng)濟范圍之內(nèi)，在變電站結(jié)構的一些細節(jié)上，也應該得到注意，在一些節(jié)點上，使用標準化的元件進行組合，盡量使節(jié)點等細小的細節(jié)達到完美，畢竟，細節(jié)決定成敗。變電站的結(jié)構材料要因地制宜，盡量在較低的價錢上能夠得到更好的效益，考慮外界環(huán)境對于變電站結(jié)構的影響，更好的使變電站的結(jié)構設計投入到生產(chǎn)和生活中，造福人類。
3 變電站建筑結(jié)構設計對于技巧問題的探究與討論
變電站影響作用巨大，對于生產(chǎn)和生活都有很大的幫助，變電站的各種使用能力是依靠其的結(jié)構來完成的，如果變電站的結(jié)構因為一些自然災害或者一些別的原因造成了坍塌，將會對人類和自然環(huán)境的和諧造成很大的危害，而且變電站的使用年限也要盡可能的延長，如果變電站的使用年限極端，是得總是不停的更換，將影響工作效率，更換浪費國家的金錢，影響國家經(jīng)濟發(fā)展，不利于變電站在生產(chǎn)和生活方面的使用。所以變電站的結(jié)構設計成為重中之重，設計要依托于外界環(huán)境的考慮，在經(jīng)濟合理的條件下，力求做到各方面完美，從整體考慮。
3.1 變電站的屋外結(jié)構
變電站的屋外結(jié)構有倆種構建方法，分別是局部聯(lián)合的構建方法和全聯(lián)合的構建方法。這兩種構建方法在構建的時候，同樣要考慮外界環(huán)境和溫度，壓強等因素的影響。對于在構建結(jié)構的過程中，也要考慮實際情況，根據(jù)需要也可以采取別的構建方法，不同情況采取的方法不同，有的適用單杠結(jié)構，有的適用空間結(jié)構，單杠結(jié)構要注意減少彎矩，彎矩對于單杠結(jié)構能否正常使用影響很大。無論什么樣的屋外結(jié)構，它的作用都應該加強變電站的使用能力，質(zhì)量上一定要符合要求，使變電站各部分的作用力能很好的平衡。
3.2 變電站屋外配備裝置的設計
變電站的屋外配備裝置長期處在與外界接觸的環(huán)境，經(jīng)受著自然環(huán)境的風吹日曬，這些自然條件的侵襲都會對屋外配備的裝置造成極大的腐蝕危害，影響變電站的使用年限。因此，在選用變電站的屋外配備裝置材料時候，在可能的條件下，盡量使用防腐的材料。并且，根據(jù)變電站所處在的自然條件分析，各種外界因素對于其腐蝕的程度，允許范圍內(nèi)，人工進行防腐，避免外界條件對于變電站的腐蝕，工作人員要定期對變電站屋外配備裝置進行檢查維修，把損失降到最低，有效的保證變電站的正常投入使用。
3.3 變電站墻壁出現(xiàn)裂縫的解決設計方案
變電站的外部在外界，由于溫度等的影響，墻壁屋頂?shù)炔糠指煽s形成裂痕。所以在變電站的結(jié)構上應該設置一些控制溫度的裝置，確保變電站溫度的平和，溫度平和則不會對變電站造成太大的裂痕問題，確保變電站的牢固。而且裂痕也在一定條件下是因為巨大的壓力，所以減小屋外結(jié)構對于其產(chǎn)生的壓力也很重要，盡量使其減小對墻體造成的壓力，這樣在一定程度下，也可以減少裂痕的存在。
3.4 變電站后澆帶的設置
有時變電站在進行建造的時候，一部分建筑物的長度會超過一定的范圍，這就需要設置后澆帶。后澆帶的存在不要影響變電站整體的使用效果，并且每隔一定距離就要設置一個。后澆帶的設置要在變電站的橫切面上，這樣既可以保證變電站的使用，也可以防止一些建筑物長度過長引起的危害。
4 處在不良情況下的處理方案
在進行變電站的結(jié)構建造的時候，要對即將建造的地方進行勘測，在基礎設計方面，圍墻和變壓器都是需要考慮的，要求方面嚴格。圍墻的建造在土地不夠使用的情況，可以建造在墻上，這樣為土地的節(jié)約做出了巨大的貢獻，而且根據(jù)地形來設計建造形狀，即節(jié)約了人力物力，也不影響美觀，使得變電站在實用的同時，能夠保持美觀。變壓器方面對于沉降范圍的控制也有很高的要求，在變壓器設置方面，沉降要控制在要求的范圍之內(nèi)，任何一點的差異都將引起變電站整個的使用情況。
5 總結(jié)
對于變電站建筑結(jié)構設計技術是需要實踐的，根據(jù)實踐情況來確定最好的設計技術。實踐是檢驗真理的唯一標準，好的實踐能確定好的方法。在建造過程中也要因地制宜，根據(jù)外界條件的不同來改變設計方法，更好的確保變電站的使用情況。變電站建筑結(jié)構的設計方法也要與國際接軌，吸收國外的先進技術和經(jīng)驗，精益求精，對于國外的錯誤，也要當做教訓，避免在變電站結(jié)構設計上出錯。變電站的工作人員也要積極學習有關變電站的相關知識，對于變電站要經(jīng)常檢修，出現(xiàn)問題及時解決，只有學好相關知識，才能在變電站出現(xiàn)問題的第一時間發(fā)現(xiàn)并解決。整體團結(jié)一致，使變電站更好的為人民服務，推動我國經(jīng)濟發(fā)展。
參考文獻
變電站的現(xiàn)場運行是一個復雜的管理體系，對技術人員和管理人員有著嚴格的流程操作要求。隨著現(xiàn)代信息技術的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡技術、即時通訊技術以及遠程控制技術的出現(xiàn)推動了變電站現(xiàn)場運行的智能控制。為變電站現(xiàn)場運行規(guī)程的電子信息化帶來了可靠的技術支持。
1 變電站現(xiàn)場運行管理概述
變電站內(nèi)電氣設備較多，不同等級的變電站其內(nèi)部管理的工作內(nèi)容和操作流程也不同，但是其運行管理都需要嚴格遵守供電公司制定的變電站現(xiàn)場運行規(guī)程。變電站現(xiàn)場運行規(guī)程管理系統(tǒng)正是隨著當前管理信息化的潮流，在規(guī)程約束下應運而生。
1.1 變電站現(xiàn)場運行規(guī)程及其管理系統(tǒng)研發(fā)的必要性
變電站現(xiàn)場運行規(guī)程是由變電站運行專業(yè)人員根據(jù)上級供電系統(tǒng)頒發(fā)的變電站規(guī)程、制度、反事故措施、設備技術與使用說明書、圖紙等資料編寫而成，有著較強的技術、安全指導性。但是在以往的變電站實際的操作、管理過程中，存在著許多管理不嚴格、操作流程執(zhí)行不徹底、變電站設備型號差異的問題，直接影響著規(guī)程功能和作用的發(fā)揮。所以，加快利用電子系統(tǒng)進行變電站現(xiàn)場運行的管理是一種重要的管理趨勢，也是電力企業(yè)提高管理規(guī)范化的必由之路。
1.2 變電站現(xiàn)場運行規(guī)程管理系統(tǒng)在工作中的作用
變電站現(xiàn)場運行規(guī)程管理系統(tǒng)軟件設計的目的是為了實現(xiàn)對變電站現(xiàn)場運行管理的規(guī)范化與智能化。因此該軟件的設計對于推動變電站的管理有以下幾點重要作用。
（1）管理系統(tǒng)的設計嚴格遵守了原有的規(guī)程與其他管理規(guī)定，并且嚴格依照變電站的運行參數(shù)設計，實現(xiàn)了對紙面規(guī)定的電子化升級。
（2）管理系統(tǒng)的設計，采用了運行規(guī)程結(jié)構模型，帶動了遠程技術服務支持的聯(lián)網(wǎng)。
（3）管理系統(tǒng)提供了應對設備異常變化、信息數(shù)據(jù)處理、常規(guī)操作等方面的自動化預警和分析設計，讓變電站運行管理變的嚴格、規(guī)范和具有前瞻性，增強了變電站運行管理的效能。
2 變電站現(xiàn)場運行規(guī)程管理系統(tǒng)軟件的結(jié)構設計措施
提高變電站現(xiàn)場運行規(guī)程管理系統(tǒng)的效能，必須從系統(tǒng)的結(jié)構設計出發(fā)。強化基礎技術的選擇，完善系統(tǒng)結(jié)構的設計，細化軟件功能的分區(qū)，實現(xiàn)系統(tǒng)在應用中的兼容與穩(wěn)定，具體有以下幾項措施。
2.1 選擇基礎技術
基礎技術的選擇是管理系統(tǒng)結(jié)構設計的關鍵。如果基礎技術選擇不恰當，則會造成軟件與變電站現(xiàn)有的電子設備不兼容，或者運行功能不匹配的問題，嚴重者甚至會傷害變電設備。對此，系統(tǒng)在開發(fā)過程中首先要對變電站原有的電子設備、管理路徑和線路設計進行分析，然后才能選擇適合的基礎技術。本項目主要采用J2EE技術，內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要選擇oracle，負責核心數(shù)據(jù)的存儲和處理。實現(xiàn)了對變電站基礎技術的對接。
2.2 設計系統(tǒng)結(jié)構
管理系統(tǒng)軟件的結(jié)構設計是整個系統(tǒng)的關鍵，對于變電站的管理，系統(tǒng)結(jié)構是貫徹變電站運行管理命令的重要渠道。因此對于結(jié)構的設計，要制定完整并且符合實際工作需要的運行結(jié)構。對于規(guī)程管理系統(tǒng)的結(jié)構設計，從變電站實際工作出發(fā)，要建立自上而下的系統(tǒng)結(jié)構層級，依次是應用技術、框架應用技術客戶端應用，保證變電站在技術管理上的優(yōu)先級。
2.3 制定軟件功能
對于變電站的軟件管理系統(tǒng)，需要在軟件的功能上進行科學的設計和分區(qū)。變電站的管理是一項嚴謹、復雜的體系化工作。因此軟件功能在設計的過程中，必須符合具體工作的需要，不能過于理想化。在與一線工作人員進行全面的溝通和交流，充分掌握變電站管理中遇到的問題后，實現(xiàn)軟件功能對解決實際問題的促進功能，減輕工作人員的工作負擔。具體而言，規(guī)程管理系統(tǒng)主要按照以下功能進行分區(qū)：工作臺、參數(shù)設置、模塊維護、初始化規(guī)程、編寫規(guī)程。
2.4 規(guī)范應用條件
為了實現(xiàn)對變電站規(guī)程管理系統(tǒng)的設計目標，必須對軟件的運行條件進行科學的設計。唯有如此，才能在軟件的下載、安裝和運行后不至于出現(xiàn)卡機、故障等問題、妨礙變電站原有的運行管理。本系統(tǒng)主要針對數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器和客戶端運行環(huán)境進行了參照設計：
數(shù)據(jù)庫服務器：具備2GHz的CPU、內(nèi)存：8G、200G及以上硬盤空間；Windows 2003及以上版本操作系統(tǒng)，Oracle11g服務器等。
應用服務器：CPU：2 GHz ，內(nèi)存：8G，硬盤空間：200 G以上，軟件運行環(huán)境：Windows 2003及以上版本。
客戶端：具備1.4GHz的CPU、內(nèi)存：8G、20G及以上硬盤空間、IE8.0及以上瀏覽器、Microsoft office 2003及以上版本辦公軟件。同時配備網(wǎng)絡（10/100MB/s網(wǎng)卡），保證通暢無阻、網(wǎng)速較快。
通過以上具體的設計措施，在有限的軟件開發(fā)時間和資源投入下，最大限度的保證了軟件系統(tǒng)在變電站管理中的高效和便捷。
3 結(jié)束語
變電站現(xiàn)場運行規(guī)程管理系統(tǒng)軟件的結(jié)構設計已經(jīng)初步形成，經(jīng)實踐檢驗具備良好的管理效能，當然我們也需要在未來的工作中不斷學習和實踐，掌握信息化的管理方式，充分了解現(xiàn)有系統(tǒng)的不足之處，才能挖掘出深層次需求，實現(xiàn)對變電站安全管理和現(xiàn)場運行管理的改革和創(chuàng)新。
參考文獻
中圖分類號：U386 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）14-0078-02
1 設計條件
1.1 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)
經(jīng)本次勘探查明，站區(qū)基礎持力層選取粉質(zhì)粘土混碎石：灰黃色為主，稍濕，硬可塑～硬塑，干強度中等，韌性中等～較低，無搖振反應，碎石含量20%～40%，粒徑1.0～5.0cm，呈亞圓狀，中風化；局部見漂石。厚度在3.2～10.6m。地基承載力特征值fak=160kPa。
擬建站區(qū)在雨季局部降雨量較大時，站區(qū)內(nèi)地表水短時間內(nèi)水量較大。站區(qū)水位一般在0.7～2.4m左右，水位隨季節(jié)變化不大。站區(qū)地下水對混凝土無腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構中的鋼筋無腐蝕性，對鋼結(jié)構有弱腐蝕性。
1.2 主要技術數(shù)據(jù)
基本風壓值：0.87kN/m2
據(jù)《中國地震烈度區(qū)劃圖》（1/400萬），本站設計基本地震動加速度為0.10g；據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2001）抗震設防烈度為7度，站區(qū)建筑物按7度設防烈度進行設防；設計地震分組為第一組。建筑場地類別為Ⅱ類，屬于抗震不利地段。
1.3 主要建筑材料
a）混凝土等級
素混凝土墊層C15
鋼筋混凝土C25～C40
b）水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥
c）鋼筋：HPB300級鋼筋；HRB400級鋼筋、RRB400級鋼筋
d）型鋼：采用Q235?B
e）塊石：強度不低于MU30
f）磚：地面以下強度不低于MU15的水泥磚，地面以上采用MU10燒結(jié)多孔磚。
2 站區(qū)總平面布置與交通運輸
2.1 全站總體規(guī)劃
本變電站建設規(guī)模最終容量為3臺180MVA主變壓器，本期建2×180MVA，征地按遠景占地面積一次征用。站區(qū)靠近負荷中心，出線走廊較寬敞，出線方便。變電站110kV出線向南，220kV出線向西，35kV采用電纜出線。
2.2 站區(qū)總平面布置
采用戶外GIS方案，根據(jù)工藝要求，220kV屋外配電裝置布置在站區(qū)西側(cè)，110kV屋外配電裝置布置在站區(qū)南側(cè)，屋外無功補償裝置布置在站區(qū)東側(cè)，35kV配電裝置及合成泡沫噴霧室、主變場地布置在220kV屋外配電裝置和主控制樓之間。主控通信樓位于站區(qū)東北側(cè)，主控通信樓內(nèi)各房間的布置方便觀察各配電裝置和運行維護。
2.3 豎向布置
（1）站區(qū)場地自然標高7.5～15.5m，頻率為1%高水位3.29m，初步確定場地設計標高為10.93～13.10m。110kV配電裝置場地設計標高12.31m，設計為一個臺階；其他場地放坡處理，坡度3%～4%。
（2）站區(qū)排水
站區(qū)生活污水考慮化糞池、污水生化處理池、人工濕地處理達到國家排放標準后，排至站外河道。
根據(jù)站區(qū)地形和土壤排水性能，場地排水方式均采用地面自然散流排滲和采用下水道排水系統(tǒng)相結(jié)合的方式，路邊設雨水口，站區(qū)雨水、電纜溝排水、經(jīng)油水分離后的事故油池排水，通過管道匯集后，排至站外河道。
（3）建筑物室內(nèi)外高差，除主控制樓為0.55m外，其余均為0.30m。
2.4 交通運輸
變電站大門朝北，新建進站道路與展白線相接。新建進站道路約500m。站內(nèi)外道路均采用公路型，混凝土路面。站內(nèi)運輸變壓器的道路采用4.5m寬，轉(zhuǎn)彎半徑12m；主變場地環(huán)行消防道路4.0m寬，轉(zhuǎn)彎半徑9.0m，其余道路為寬3.0m；主變運輸?shù)缆忿D(zhuǎn)彎半徑9.0m，其余均為7.0m。
2.5 站區(qū)綠化
根據(jù)“兩型一化要求”，220kV、110kV出線架下設備區(qū)不設操作地坪，不采用人工綠化草坪，采用碎石地坪，為避免長出雜草無法進行機械維護。先鋪土工無紡布一層，再鋪200厚碎石。
3 變電站建筑
本工程按照國家電網(wǎng)公司關于“兩型一化”的要求，按照變電站的功能要求，本工程對各建筑物進行了調(diào)整和精簡。
3.1 全站建筑物一覽表
站內(nèi)主建筑物包括主控制樓、35kV配電裝置及合成泡沫噴淋室。全站總建筑面積為1132.5m2，具體詳見表1。
3.2 主控通信樓建筑
（1）主控制樓建筑平面布置：
將各工藝專業(yè)功能相近的用房盡量合并，以節(jié)約建筑面積，便于運行管理。一層布置有繼電器室、蓄電池室（1）、蓄電池室（2）、安全工具間、保安室及衛(wèi)生間，二層設主控室、計算機房、男值班休息室、女值班休息室、男女衛(wèi)生間、備餐間、辦公室。繼電器室內(nèi)的繼電屏位按110塊考慮，縱橫向框架均為7.8m，綜合考慮了繼電器室的地面采用電纜溝所需的開間尺寸。繼電器室上方布置主控室和計算機房，計算機房包括了通信的屏位。7.8m的開間和進深方便結(jié)構做成井字樓屋蓋，1.95m左右的次梁間距與屏前屏后的照明相對應，使繼電器室、主控室、計算機房的室內(nèi)空間簡潔美觀。繼電器室等靠近各配電裝置場地，使電纜盡可能短捷，主控室內(nèi)便于觀察配電裝置場地的運行情況。
（2）主控通信樓立面造型及建筑形象設計：
力求簡潔、舒展，并充分展現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)建筑的特點。通過色彩的搭配，點線面的組合來體現(xiàn)國家電網(wǎng)公司企業(yè)文化特征。
（3）建筑裝修：
1）外墻
采用環(huán)保型建筑涂料飾面。
2）屋面
1.5mm厚高分子防水涂料及1.5mm厚高分子防水卷材的復合防水層+鋼筋混凝土剛性防水層+40mm厚聚苯乙烯擠塑保溫隔熱板。
3）吊頂
為了降低層高，節(jié)約投資，除衛(wèi)生間采用PVC扣板吊頂之外，其余的房間均不做吊頂，用白色內(nèi)墻環(huán)保型涂料刷白；蓄電池室、用耐酸涂料。
4）門
主控制樓的主入口大門采用節(jié)能型鋁合金門，主控室和計算機房的外門用乙級鋼質(zhì)防火門，主控室和計算機房之間的門才用普通鋁合金玻璃推拉門，電池室用乙級鋼質(zhì)防火門，余房間為成品木門。
5）窗
外窗用節(jié)能型鋁合金窗，中空玻璃（衛(wèi)生間用磨砂玻璃）；蓄電池室用噴塑節(jié)能鋁合金窗，磨砂玻璃。
6）樓地面及內(nèi)墻面見表2
3.3 35kV配電裝置及合成泡沫噴霧室
采用一層建筑，跨度8m，長62.20m。布置有35kV配電裝置及接地變、合成泡沫噴霧室。
建筑裝修外墻及屋面同主控制樓，內(nèi)墻面采用普通乳膠漆墻面，屋面板底采用普通白色涂料刷白兩度，氟硅自流平地面，鋼質(zhì)大門，節(jié)能型鋁合金窗。
1.3.4 輔助建筑
在站區(qū)內(nèi)的消防砂箱，位于站區(qū)西面。所有建筑立面處理均與主控制樓協(xié)調(diào)。
各建筑物門、窗色彩與主控制樓協(xié)調(diào)。
4 變電站結(jié)構
4.1 主控通信樓
主控制室、繼電器室由電氣工藝決定，需要空間大，中央盡量少立柱，荷載大，又要求結(jié)構整體剛度好，因此采用二層鋼筋混凝土框架結(jié)構。為提高屋面防水的可靠性，屋面同樓面統(tǒng)一采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構。地面以上部分框架填充墻采用燒結(jié)多孔磚。基礎采用鋼筋混凝土獨立基礎。
4.2 35kV配電裝置及合成泡沫霧室
35kV配電裝置及合成泡沫噴霧室采用單層單跨框架結(jié)構，屋面采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構，基礎采用鋼筋混凝土獨立基礎。地面以上部分框架填充墻采用燒結(jié)多孔磚。
4.3 屋外配電裝置構支架
屋外變電構支架采用鋼管結(jié)構。
220kV構架：220kV出線梁底標高14.5m，構架端撐及邊柱采用Φ377×8，其余采用Φ325×8熱鍍鋅鋼管，鋼梁采用鍍鋅正三角形鋼桁架梁，梁、柱采用鉸接；220kV構架及橫梁防腐采用熱鍍鋅防腐。
110kV構架：110kV采用雙層出線，出線梁底標高分別為10.0m、16.0m，引線構架采用Φ273×8熱鍍鋅鋼管；雙層出線構架采用Φ299×8熱鍍鋅鋼管，端撐及邊柱采用Φ377×8熱鍍鋅鋼管，鋼梁采用鍍鋅正三角形鋼桁架梁，梁、柱采用鉸接；構架及橫梁防腐采用熱鍍鋅防腐。
主變跨線梁底標高14.5m，構架采用Φ325×8熱鍍鋅鋼管；鋼梁采用鍍鋅正三角形鋼桁架梁，梁、柱采用鉸接，構架及橫梁防腐采用熱鍍鋅防腐。
主變基礎：主變壓器由于重量大，變形要求高，采用鋼筋混凝土片筏基礎。
GIS設備基礎及主變壓器基礎：220kV配電裝置、110kV配電裝置的GIS設備基礎對沉降較敏感，采用鋼筋混凝土整板式基礎，結(jié)合電纜溝設計，基礎頂部距室外地坪標高為-0.80m。
設備支架采用熱鍍鋅鋼管。
構支架采用杯口插入式連接，獨立基礎，天然地基。
4.4 其它建、構筑物
消防砂箱采用磚混結(jié)構，鋼筋混凝土條形基礎。
電纜溝采用磚砌電纜溝結(jié)構，過道路電纜溝采用鋼筋混凝土涵洞。室內(nèi)、外電纜溝均采用成品溝蓋板，電纜溝縱向排水坡度≥0.5%。
事故油池采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構，油水分離式。
污水處理生化池采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構。
4.5 結(jié)構抗震措施
站址所在地根據(jù)7度抗震設防的要求，主控通信樓、35kV配電裝置及合成泡沫噴霧室的結(jié)構框架抗震等級為二級。
5 地基基礎
由于本工程站址范圍局部地段由于地勢較低，以致回填較厚，最大回填高度3.2m，基礎下部考慮采用級配碎石回填。站區(qū)西側(cè)暗塘采用級配碎石回填。對場地及建筑物地面等處的填土，施工階段必須嚴格控制回填土的質(zhì)量，才能保證道路、溝道等不開裂，也才能有效保證工程的整體質(zhì)量。
參考文獻
關鍵詞：變電站；建筑結(jié)構；鋼結(jié)構；節(jié)點；設計
Key words: substation；building structure；steel；node；design
中圖分類號：TM63文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）08-0046-02
0引言
在變電站建筑中，其結(jié)構主要是主控樓、配電樓等和構支架，在我國大部分地區(qū)的構支架已逐漸采用鋼管桿代替了水泥桿，而磚混結(jié)構的變電站建筑也已由鋼筋混凝土框架結(jié)構所代替，這些都大大提高了變電站的安全性。目前，我國在變電站框架結(jié)構設計中已基本實現(xiàn)了標準化。為此，本文作者主要就變電站建筑結(jié)構設計及鋼結(jié)構節(jié)點進行了探討。
1變電站框架結(jié)構設計內(nèi)容
1．1 基礎設計在柱下擴展基礎寬度較寬（大于4m）或地基不均勻及地基較軟時宜采用柱下條基。并應考慮節(jié)點處基礎底面積雙向重復使用的不利因素，適當加寬基礎。
混凝土基礎下應做墊層，當有防水層時，應考慮防水層厚度。當建筑地段較好，基礎埋深大于3m時，建議甲方做地下室。地下室底板，當?shù)鼗休d力滿足設計要求時，可不再外伸以利于防水。每隔30m~40m設一后澆帶，并注明兩個月后用微膨脹混凝土澆筑。設置地下室可降低地基的附加應力，提高地基的承載力（尤其是在周圍有建筑時有用），減少地震作用對上部結(jié)構的影響。不應設局部地下室，且地下室應有相同的埋深?？稍诜ぐ鍏^(qū)格中間挖空墊聚苯來調(diào)整高低層的不均勻沉降。當?shù)叵率彝鈮榛炷習r，相應的樓層處梁和基礎梁可取消。抗震縫、伸縮縫在地面以下可不設縫，連接處應加強，但沉降縫兩側(cè)墻體基礎一定要分開。新建建筑物基礎不宜深于周圍已有基礎。如深于原有基礎，其基礎間的凈距應不小于基礎間高差的1.5倍~2倍，否則應打抗滑移樁，防止原有建筑的破壞。底層內(nèi)隔墻一般不用做基礎，可將地面的混凝土墊層局部加厚?；A底板混凝土不宜大于C30，否則容易出現(xiàn)裂縫。
1．2 結(jié)構平面設計現(xiàn)澆板的配筋（板上、下鋼筋，板厚尺寸），盡量用二級鋼包括直徑ф10（目前供貨較少）的二級鋼，直徑不小于12的受力鋼筋，除吊鉤外，不得采用一級鋼。鋼筋宜大直徑大間距，但間距不大于200，間距盡量用200?？缍刃∮?m的板上部鋼筋不必斷開，鋼筋也可不畫，僅說明鋼筋為雙向雙排ф8@200。板上下鋼筋間距宜相等，直徑可不同，但鋼筋直徑類型也不宜過多。頂層采用現(xiàn)澆樓板，以利防水，并加強結(jié)構的整體性及方便裝飾性挑沿的穩(wěn)定?，F(xiàn)在框架填充墻一般為輕質(zhì)隔墻，過梁一般不采用預制混凝土過梁，而是現(xiàn)澆梁帶。應注明采用的輕質(zhì)隔墻的做法及圖集，當過梁與柱或構造柱相接時，柱應甩筋，過梁現(xiàn)澆。
1．3 樓梯的設計樓梯梯段板計算方法：當休息平臺板厚為80~100，梯段板厚100~130，梯段板跨度小于4m時，應采用1/10的計算系數(shù)，并上下配筋相同；當休息平臺板厚為80~100，梯段板厚160~200，梯段板跨度約6m左右時，應采用1/8的計算系數(shù)，板上配筋可取跨中的1/3~1/4，并且不得過大。以上兩種計算方法是偏于保守的。任何時候休息平臺與梯段板平行方向的上筋均應拉通，并應與梯段板的配筋相應。梯段板板厚一般取1/25~1/30跨度。
注意：當板式樓梯跨度大于5m時，撓度不容易滿足，應注明加大反拱或增大配筋。當休息平臺板為懸挑板時，其內(nèi)部的樓梯梯段板負筋應大于休息平臺板的板上筋，長度也應大于平臺板筋。樓層處休息平臺板的配筋應與樓層板統(tǒng)一考慮配筋，主要是板的負筋。
1．4 梁的設計梁的上面有次梁的地方應附加箍筋和吊筋，并應首先使用附加箍筋。不能將次梁搭建在主梁的支座的附近，如果搭建在主梁支座的附近，就應當考慮由于次梁所引起的主梁抗扭，或者增加抗扭箍筋和縱筋。如果采用現(xiàn)澆板，抗扭問題不嚴重。理論上梁縱筋應遵循小直徑和小間距的原則，這對抗裂有利，但鋼筋的間距應滿足要求，并且要與梁斷面互相適應。挑梁應做成等截面。梁從構造上要避免沖切破壞以及斜截面的受彎破壞等。
1．5 柱的設計柱應采用高強度混凝土來應對軸壓比的制約，應減小斷面尺寸。應避免柱過短，短柱的箍筋應采取全高加密，短柱的縱筋不應過大。由于豎向地震的影響，對柱的軸壓比和配筋應多一些考慮。獨立柱的上面或中部有挑梁時，應限制挑梁的長度。繪制施工圖時，較大直徑的鋼筋的連接方式應采用機械連接，而不應采用焊接，兩者的造價相差不大，但機械連接更加可靠并且檢查方便。
2鋼結(jié)構構架設計
為了節(jié)省投資，一般變電站均采用架空出線，變電站內(nèi)部導線均采用構架進行連接、跳線，因而構架也是常規(guī)變電站必不可少的一部分。目前在南方地區(qū)，由于經(jīng)濟較發(fā)達，且對變電站的使用要求較高，普遍采用鋼管桿構支架，梁采用格構式或鋼管梁，使整個變電站更加美觀和實用。
2.1 采用空間分析程序計算內(nèi)力隨著科技的進步，出現(xiàn)了不少可以計算和分析內(nèi)力的軟件。例如美國REI公司開發(fā)的STADD/CHINA2000空間結(jié)構分析和設計程序，利用該程序?qū)嫾苤M行內(nèi)力計算和分析，能夠更加接近構架的實際受力情況，有利于縮短設計周期。也可采用東北電力設計院編制的構架計算軟件（SST）進行簡單的計算，根據(jù)計算結(jié)果分析桿件內(nèi)力。
2.2 結(jié)構節(jié)點設計
2．2．1 鋼管柱的連接方式鋼管柱的長度受到加工、運輸以及熱鍍鋅的影響，一次成型比較困難，所以，要首先分段加工，然后利用剖口對焊進行連接或利用法蘭進行連接。鋼管利用剖口對焊進行連接，不僅外形美觀，還能節(jié)省鋼材，缺點是焊接需在現(xiàn)場操作，焊縫外還要現(xiàn)場噴鋅，質(zhì)量沒有保障，焊縫處鋼管內(nèi)側(cè)的防腐能力比較差。法蘭連接所有的焊接工作以及熱鍍鋅可以在工廠完成，只需要進行現(xiàn)場組裝。由于不需現(xiàn)場焊縫，鋼管的防腐能力很強，安裝工作比較方便，可以節(jié)省工期，但缺點是耗材大，而且為了使法蘭連接的接觸面比較平整，對加工精度的要求很高。目前，法蘭連接應用較為普遍，有剛性法蘭和柔性法蘭兩種形式。
2．2．2 人字柱的柱頭利用鋼板焊接人字柱的柱頭的受力情況非常復雜，它需要傳遞很大的軸力、剪力以及彎距。為了減小人字柱的位移，柱頭連接必須保證有充足的剛度，并且應設法減少柱頭連接的偏心。綜合考慮，人字柱柱頭應將兩桿連接為整體，利用鋼板進行焊接，剪力板、柱頭處的頂板以及加勁板的厚度應滿足規(guī)范的要求。兩根人字柱中心線之間的距離一般為100mm，可基本滿足固結(jié)假定要求。
2．2．3 人字柱與橫撐構件采用剛性連接的方式當變電構架柱承受水平力時，破壞形式是受壓柱的失穩(wěn)性破壞，這時受拉桿會經(jīng)過橫撐而對受壓桿發(fā)生約束作用。為了增強這個約束作用，柱與橫撐的連接應為剛性連接，而且橫撐應具有一定剛度，故橫撐使用鋼管材料。為了便于熱鍍鋅和安裝，橫撐鋼管分為兩部分，分別與相應的人字柱經(jīng)過剖口進行對焊剛性連接，然后再由橫撐中間的法蘭盤剛性連接，以實現(xiàn)橫撐構件與人字柱的剛性連接。
2．2．4 人字柱與基礎采用杯口插入形式連接基礎與鋼管柱的連接適合采用杯口插入形式。鋼管插入到杯口的深度是由抗拔決定的，其計算公式為：H=N/（3.14D×FCV）（1）
式中:H為鋼管插到杯口的深度；N為受拉桿的軸力設計值；D為受拉桿的外直徑；FCV為抗粘剪的強度，如果二次灌漿細石混凝土的強度為C20，則：FCV=0.5MPa。
如果受拉的鋼管插入杯口的部分焊有多于或者等于兩道鋼箍，剪切面可控杯口壁計算，插入杯口的深度根據(jù)（2）式進行計算：
H=N/∑SC×FCV（2）
式中:∑SC杯口內(nèi)壁的平均周長。
插入杯口的深度不僅要滿足計算的要求，還必須滿足：H≥1.5D。此外，為了確保柱腳處局部穩(wěn)定，在構架安裝完成后，鋼管的柱腳處應灌注C30細石混凝土。一般設備支架插入杯口的深度H≮1.0D，構架H≮1.5D。
3結(jié)語
總而言之，在變電站結(jié)構設計時，要考慮的因素很多，包括建筑結(jié)構的荷載、混凝土的結(jié)構設計、抗震性等，同時還應當考慮地方性的建筑規(guī)范。所以，要綜合考慮各種因素，以設計出經(jīng)濟合理的結(jié)構體系。
參考文獻:
中圖分類號： TM411 文獻標識碼： A
變電站建設設計是整個項目的設計和施工存在的協(xié)調(diào),保證變電站建設的安全性和耐久性設計不僅可以促進項目的穩(wěn)定運行后投入使用,更重要的是它涉及到整個項目計劃和資金分配,和變電站土建工程設計是一個復雜的工作系統(tǒng)中,對土建工程設計人員的需求也非常高,因此,安全性和耐久性是重要的因素在設計變電站的建設。
1土建結(jié)構安全性、耐久性分析
變電站建筑設計結(jié)構安全的核心內(nèi)容,如總體安全,是土建工程結(jié)構損傷發(fā)生時,能保證對整體的影響限制在最小的范圍,形成安全的一部分,由建筑結(jié)構材料強度參數(shù)、負載等標志性建筑,結(jié)構設計的安全性,也就是說,設計是土建結(jié)構理論的保證沒有危險因素。
變電站建筑結(jié)構的耐久性設計指的是在工程可持續(xù)利用程度,土建工程設計和結(jié)構的穩(wěn)定性有一定的聯(lián)系,同時在建筑結(jié)構使用的材料也是一個之間的聯(lián)系,因為土建結(jié)構的穩(wěn)定性和耐用性材料的內(nèi)在因素決定的變電站建設的耐久性設計,保護變電站建筑結(jié)構的耐久性設計延長變電站民用建筑使用年限。
2影響土建結(jié)構安全及耐久的因素
防火墻變電站建筑設計結(jié)構的分析,得出影響結(jié)構的安全性和耐久性變電站建筑設計環(huán)境因素是主要影響因素,水灰比的混凝土保護層,強度等級,氯離子含量和堿含量,具有以下幾個方面進行綜合分析。
2 . 1 外界環(huán)境因素
結(jié)構的耐久性設計變電站的建設是圍繞環(huán)境設計類別,土建工程結(jié)構耐久性可能按結(jié)構分類的環(huán)境,但在土建工程設計中設計師往往忽略在土建工程設計是在不利的環(huán)境下,采取相應的保護措施,例如,土建結(jié)構設計在寒冷或嚴寒地區(qū),它必須按照國家相關規(guī)范的設計結(jié)構,在風環(huán)境是循環(huán)的環(huán)境中,必須根據(jù)當?shù)仫L向風力和李,設計師不能忽視的因素,在實地考察,和一些設計師只考慮的影響因素,一方面,不能綜合考慮所有因素的外部環(huán)境。
2 . 2 混凝土質(zhì)量和結(jié)構的影響
土建結(jié)構的變電站混凝土中使用的主要材料,因此,混凝土本身的質(zhì)量和它的結(jié)構是影響安全性和耐久性,第一個是混凝土的質(zhì)量,變電站土建結(jié)構混凝土的質(zhì)量如果有數(shù)量要求的指標,但市場上最具體,其強度的標準采購,大大降低了混凝土的使用質(zhì)量保證,除了混凝土的強度、硬度的水泥和骨料在混凝土的厚度是主要的影響因素;其次是混凝土的結(jié)構,具體購買達標的情況下,當它投入使用,保證摻合料的合理性,水灰比,如果在混凝土摻合料,水灰比的部署過多或不足,將導致混凝土結(jié)構不穩(wěn)定。
2 . 3 結(jié)構檢測的影響
結(jié)構的安全性和耐久性設計的變電站建設周期結(jié)構檢測是分不開的,但在變電站的設計在我國民事忽略測試的重要性,測試規(guī)定,缺乏結(jié)構設計或結(jié)構試驗周期和結(jié)構沒有顯示相關的使用,導致找不到變電站土建工程結(jié)構中不合格的施工。
3保障土建結(jié)構安全及耐久的措施
以變電站土建設計結(jié)構中影響安全性和耐久性的因素為研究對象,提出保障變電站土建設計結(jié)構安全性和耐久性的有效措施。
3 . 1 綜合考量外部影響因素
外部影響因素的綜合考慮,設計者除了環(huán)境影響因素,按照有關國家標準,更重要的是改善混凝土使用規(guī)范,混凝土基礎的標準化是提高變電站建筑支撐結(jié)構的耐久性。一類環(huán)境土建工程結(jié)構的耐久性設計100年,例如,方方面面的具體要求是非常嚴格的,如鋼筋混凝土在土建工程結(jié)構設計的最低不得低于C30強度等級,預應力混凝土結(jié)構的最低強度等級不得低于C40;氯離子的含量不得超過0.05%,以保證結(jié)構耐久性推薦選擇堿性骨料的混凝土、骨料的堿含量不得高于3.0公斤/立方米;混凝土保護層的施工,必須采取有效措施保護表層,必要時可適當降低混凝土保護層的厚度,也強調(diào)建筑的混凝土耐久性設計,為了提高其適應外部環(huán)境變化的能力。
3 . 2 重點考量施工中的混凝土
變電站施工混凝土結(jié)構選擇的設計需要根據(jù)工程建設的實際需求和實際情況,根據(jù)土建工程的結(jié)構設計安全標準,市場上采購的具體標準,在具體的配置中,嚴格按照數(shù)據(jù)和參數(shù)在土建工程結(jié)構的設計,如在預應力混凝土結(jié)構中,必須根據(jù)土建工程結(jié)構的設計實際采取一些保護措施,同時對土建工程結(jié)構參與具體的架構不滲透性和腐蝕試驗相關標準,主要測試混凝土的性能、參數(shù)、配置比例,物理性能如硬度、抽樣檢驗標準,才能投入施工,混凝土在變電站施工設計結(jié)構,不能改變,第二個,在使用前必須確保其在各種參數(shù),避免投入使用后由于影響混凝土質(zhì)量和結(jié)構的土建工程結(jié)構、斷裂現(xiàn)象,腐蝕。
在具體選擇時,一個全面的變電站建設結(jié)構環(huán)境,避免環(huán)境對混凝土的影響,部分混凝土對眩光或潮濕的氣候更敏感,容易發(fā)生化學分解,影響混凝土的穩(wěn)定性,是鋼鐵和混凝土有一定的保護作用,如果混凝土層的破壞也是影響鋼的使用質(zhì)量。
3。3、制定合理的結(jié)構檢測方案
變電站土建工程結(jié)構的安全性和耐久性設計,設計師應結(jié)構合理檢測方案,與此同時,根據(jù)土建工程結(jié)構的實際情況建設更新結(jié)構檢測方案,測試程序的內(nèi)容如下:
(1)基于國家的規(guī)范系統(tǒng),變電站建設的結(jié)構安全性和耐久性設計整個定期測試。
(2)根據(jù)土建工程建筑的結(jié)構設計測試程序模塊,基于檢測方案的結(jié)構設計的基礎上,測試階段完成施工設計。
(3)土建工程結(jié)構設計的參數(shù)數(shù)據(jù),如海拔、坡度、寬度、結(jié)構等進行實際測試。
4結(jié)論
變電站土建結(jié)構設計的兩個因素:安全性和耐用性,是最關注的工程設計項目,因此,設計師的能力提出了高要求,不僅可以全面考慮設計土建工程結(jié)構的安全性和耐久性,更應采取有效防護措施,確保公民的安全性和耐久性,所以他可以把變電站土建結(jié)構設計,以滿足社會可持續(xù)發(fā)展的需要。
參考文獻
[1] 張吉珂.土建結(jié)構工程的安全性與耐久性[J].建筑工程,2012(6).
中圖分類號：TU31 文獻標識碼：A
變電站土建結(jié)構中結(jié)構的安全性與耐久性對于設計者與使用者來說都是非常重要的，它直接關系到基礎設施的投資以及經(jīng)濟與安全的協(xié)調(diào)。因此，土建結(jié)構的安全性與持久性更應該引起有關設計人員的重視。
一、土建結(jié)構工程的安全性
結(jié)構安全性主要是指結(jié)構在各種作用下防止破壞并倒塌，保護人員不受傷害的能力。土建設計結(jié)構的安全性主要取決于結(jié)構的設計和施工水平，結(jié)構能否正確使用也是一個影響因素。
對于土建結(jié)構工程的設計來說，其結(jié)構的安全性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
（一）結(jié)構的整體牢固性
土建工程的安全性體現(xiàn)之一就是其結(jié)構的整體牢固性，結(jié)構的整體牢固性是指局部出現(xiàn)破壞時，結(jié)構的牢固不至于導致大范圍的連續(xù)破壞到它的能力。
（二）構件承載能力的安全性
與結(jié)構構件安全水準關系最大的兩個因素：一是規(guī)范規(guī)定的結(jié)構需要承載多大的荷載，比如美國規(guī)定樓板承受的活荷載是2.4kpa，英國是2.5kpa，而我國則是1.5kpa。它是計算荷載對結(jié)構構件的實際作用時將荷載標準值加以放大的一個細數(shù)。二是規(guī)范規(guī)定的材料強度分項系數(shù)與荷載分項系數(shù)的實際大小，它是計算結(jié)構構件固有的承載能力時將構建材料的強度標準值加以縮小的一個系數(shù)。這些用量值所表現(xiàn)出來的具體系數(shù)，充分的體現(xiàn)出了結(jié)構構件在給定的標準荷載作用下的安全度。
（三）結(jié)構的安全耐久性
我國土建結(jié)構的設計以及施工規(guī)范，對于環(huán)境因素作用下的耐久性考慮從較少，重點放在了各種負荷作用下的結(jié)構強度要求上。因為混凝土腐蝕或者鋼筋銹蝕而引起的混凝土結(jié)構安全事故，它的嚴重程度遠遠大于因結(jié)構構件承載能力安全水準設置所帶來的危害，因此，必須要格外重視這個問題。
二、土建工程的耐久性
變電站土建結(jié)構工程的耐久性與工程的使用年限有關聯(lián)，是工程在使用期內(nèi)其結(jié)構保持正常功能的一項能力。這里的正常功能包括結(jié)構的適用性與安全性，主要是體現(xiàn)在適用性上。
長期以來，人們一直認為混凝土是極其耐久的材料，但后來慢慢發(fā)現(xiàn)，原來建好的工程會在一些因素的影響下發(fā)生損壞現(xiàn)象。我國建設部在上世紀90年代的一項調(diào)查顯示，國內(nèi)的大多數(shù)工業(yè)建筑物在使用25-30年后需要大修，有的建筑物甚至只能使用15-20年，公共建筑與民用建筑的使用環(huán)境相對要好很多，正常情況下可以維持50年。
三、變電站土建結(jié)構常見的安全性與耐久性問題
（一）容易產(chǎn)生裂縫
1 混凝土結(jié)構上的裂縫
混凝土結(jié)構上出現(xiàn)裂縫的原因有：顆粒級配不良；骨科含泥量太大；涉及強度等級太高；外加劑選擇有誤；配合比中水灰比例不合適，造成混凝土離析及保水性不良；大體積混凝土澆筑時保溫工作沒做好，使得內(nèi)外溫差過大；澆搞混凝土時插入不準確，削弱了混凝土的密實性與均勻性；現(xiàn)場模版拆除不當以及養(yǎng)護措施不到位等，都會引起混凝土出現(xiàn)裂縫。
2 溫差導致的裂縫
對于繼電器室等方型大開間的磚混結(jié)構建筑物，其溫差裂縫主要分布在四周靠近屋蓋下檐的縱橫墻面上，主要體現(xiàn)為水平裂縫，在窗戶的上下口也可能出現(xiàn)裂縫；對于站內(nèi)高壓配電室等長條型的磚混結(jié)構建筑物，其溫差裂縫主要分布在兩端靠近屋蓋下檐的縱橫墻面上，主要體現(xiàn)為水平裂縫，也有分布在屋面結(jié)構層四個拐角處的包角裂縫與斜裂縫。溫差裂縫是一種穩(wěn)定型裂縫，其縫隙一般不大，產(chǎn)生的主要原因是磚砌體與鋼筋混凝土的熱膨脹性不同，混凝土結(jié)構屋面的伸縮變形導致磚砌體內(nèi)部的應力超過其材料抗拉成都的結(jié)果。
（二）混凝土質(zhì)量不過關
由于習慣上以單一的強度指標作為混凝土質(zhì)量監(jiān)測的衡量標準，使得水泥的細度增加，提高了早強的礦物成分比例，這些對于混凝土的耐久性都極其不利。我國對于水泥質(zhì)量的檢測只要求不低于規(guī)定的最低許可值即可，而國外對水泥檢測的要求還規(guī)定不高于規(guī)定的最高許可值，即使是強度超過了也被認為不合格，這樣的要求有利于水泥產(chǎn)品質(zhì)量擁有良好的均勻性。
（三）工程的檢修與維護不到位
變電站土建結(jié)構的安全性與耐久性與使用階段的修理、維護和檢測有著直接的關系。為了確保結(jié)構的安全性與耐久性，一些工程在建成后的使用過程中應該對其進行定期維護與檢測。以前由于對土建結(jié)構工程安全性與耐久性的設置水準較低，導致一部分已經(jīng)建好的工程存在著很多的隱患，在具體使用過程中又缺乏相應的檢測而導致工程失效。因此，有些國家對于工程結(jié)構的損壞可能引起公共安全的建筑物等工程，規(guī)定必須定期實行檢測，即便是建筑物的外墻面磚和玻璃幕墻等部件，因為其墜落后容易傷害到公眾，也強制規(guī)定了檢測要求。由于我國的操作人員素質(zhì)與施工管理水平比較差，質(zhì)量保證與控制制度又不是十分健全，規(guī)范對工程結(jié)構的安全性與耐久性設置水準有很低，導致已經(jīng)建成的工程中往往存在一部分隱患，因此，土建工程一定要加強對其質(zhì)量的檢測與維修，有必要從法制上確定土建工程的定期檢測要求。
（四）施工質(zhì)量差
在我國現(xiàn)行的工程項目建設招標管理體制下，或多或少的存在著高資質(zhì)中標、低能力施工的現(xiàn)象，工程層層轉(zhuǎn)包，施工材料以次充好，施工過程中偷工減料，為工程質(zhì)量埋下極大的隱患。同時，施工管理水平低下，從業(yè)人員的素質(zhì)普遍較低。工程建設與使用管理上缺乏立法約束，重視項目建設，輕視使用過程中的日常維修，導致設備在具體的施工過程中不能充分的發(fā)揮出應有的作用，進一步影響施工質(zhì)量。
四、變電站土建結(jié)構設計中如何提高其結(jié)構的安全性與耐久性
（一）設計合理的混凝土結(jié)構體系
合理的混凝土結(jié)構體系，需要安全有效的傳遞，并且以完善的試驗結(jié)果或者精確的理論計算作為其前提保障。配置完善的受力鋼筋骨架，不但進行要進行剛度與強度的計算，還需要進行裂縫寬度計算，避免以為結(jié)構開裂或者裂縫寬度超出限值而使鋼筋受到侵蝕。
（二）合理的設置土建結(jié)構設計的安全水準，一定要考慮一旦工程失效而產(chǎn)生的風險后果、資源供給以及公眾的意向等多方面的因素。土建工程使用過程中的安全性，應該有正常的維護修理和定期的檢測加以保證。
（三）采取合理的構造措施。設置合理的構造系統(tǒng)，對于必要的構造鋼筋一定要采用有利于結(jié)構耐久性的最小配筋率，配置限裂的鋼筋。消除不合理的約束原因，合理配置后澆帶或變形縫。
（四）土建工程的結(jié)構設計人員需要高度重視工程的安全性與耐久性，在具體的設計說明中明確土建工程設計應該有最低使用壽命的基本要求。
（五）充分考慮各種荷載
1 施工、自重、雪、風以及溫度等產(chǎn)生的各種負荷
2 因為設計者或開發(fā)商過分看中利潤而采用模糊的計算模式，降低了合理的安全系數(shù)，使得鋼筋配置偏少，混凝土結(jié)構開裂。由此可見，在具體的工程設計中一定要使用合理的安全系數(shù)，遵循嚴格的設計標準。
（六）完善施工圖
在具體的施工圖紙中，應該詳細寫明混凝土結(jié)構的主要特點以及施工的注意事項，對實際的施工單位提出具體的技術要求，以確保工程的質(zhì)量。
（七）準確計算配合比
對于特殊環(huán)境中的混凝土，應該通過試驗或者計算得出科學合理的配合比，盡量提高混凝土的抗拉強度。
變電站土建工程安全性與耐久性的具體施工設計
二、對于初步設計審核而確定下來的方案，按照目前的國家規(guī)范制度，先局部調(diào)整后整體調(diào)整，調(diào)整的實際原則不能超過初步設計時確定的原則。確定尺寸無誤后，對于初步設計估算的各建筑物結(jié)構尺寸進行認真計算并作出經(jīng)濟比較，在這一過程中要遵循就地取材和因地制宜的原則。選取地方性材料，采用先進的技術工藝手段，以減少不必要的費用。根據(jù)地質(zhì)的詳堪資料合理處理基礎，一般的基礎埋深要求達到2.0米左右，超深不足3米不采用樁基礎。
（一）總平面及豎向布置
總平面的布置一般按照初步確定的原則，不需要大范圍的調(diào)整，局部可以壓縮小部分的調(diào)整?？偲矫娌贾弥饕槍ωQ向布置調(diào)整，使得確定的標高最優(yōu)，使得場平工程量最小，護坡量和擋土墻最小。
（二）擋土坡以及邊坡
根據(jù)施工設計場地合理計算高度，確定合適的擋土墻斷面以及邊坡斷面。擋土坡與邊坡設計應該合理利用地質(zhì)資料，對于逆坡地質(zhì)情況可以進行簡單處理，對于順坡地質(zhì)情況可以考慮護坡與擋土相結(jié)合的方式。填方區(qū)的擋土墻根據(jù)地基承載力情況，確定擋土墻的材料和斷墻形式。對于地基承載力比較差的地區(qū)，可以將其基礎擴大，減少基礎埋置深度。高度大于8米以上需要采取扶壁式擋土墻，盡量使用天然地基。
（三）建筑結(jié)構
對于建筑設計，要盡量與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，滿足立面和使用功能，減少不必要附屬建筑面積，根據(jù)設備的運行要求減少跨度壓縮層高。滿足規(guī)范要求的同時，盡量要采用磚混結(jié)構，減少鋼筋混凝土的框架結(jié)構，室外配電裝置計算在滿足規(guī)范原則時，盡量采取成型預制的鋼筋混凝土環(huán)形桿。
由于土建工程具有強烈的個性，因此需要工程技術人員針對工程中的具體特點去解決設計與施工問題，所以規(guī)范作為技術標準應該強調(diào)其指導性而不是強制性，更要鼓勵和提倡各行業(yè)編制與性質(zhì)相對應的行業(yè)設計規(guī)范，在工程的安全性與耐久性標準上可以設置不同的水準。
結(jié)語
變電站土建結(jié)構設計的安全性與耐久性一直是相關設計人員與使用者所關心的問題，結(jié)構設計人員需要高度重視土建工程結(jié)構的安全性與持久性。運用科學先進的技術手段，結(jié)合其結(jié)構安全性與耐久性的理論研究，適當?shù)奶岣咄两ńY(jié)構設計的安全性與耐久性。只有這樣，才能提高變電站土建結(jié)構的安全性與耐久性，才能更好的適應我國現(xiàn)代化的發(fā)展需求。
參考文獻
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文章以海城某新建小區(qū)一座戶外式400KV?A（12KV）白鋼雙變壓器箱式變電站（以下簡稱白鋼雙變）為例，論述白鋼雙變的結(jié)構設計及制作工藝。
關鍵詞：結(jié)構設計、制作工藝、材料選擇、使用條件
中圖分類號： TU2 文獻標識碼： A
引言
通常箱變多以歐式箱變?yōu)橹?，其?nèi)部由高壓室、變壓器室、低壓室組成。按“目字型”或“品字型”布置。“目字型”與“品字型”布置相比，“目字型”接線較為方便，故大都采用“目字型”布置。如圖1所示。
而以下要論述的白鋼箱雙變，由于是兩個變壓器，所以布局比較特殊，箱變的體積也較單變大，所以制作工藝也較以往的歐式箱變復雜。白鋼雙變布局如圖2所示。
一、為什么要先擇白鋼板制作雙變外殼？
一般歐式箱變的殼體多采用雙面保溫板、單面保溫板或金屬雕花板，框架采用標準型材方管、角鋼、槽鋼等制作。雖然防潮隔熱的性能很好，但強度不夠，在吊裝、運輸過程中經(jīng)常出現(xiàn)殼體變形的情況。
由于雙變的體積較大，重量也較重，若采用保溫板或金屬雕花板制作雙變外殼，則殼體的變形程度會更大，為了必免殼體嚴重變形而產(chǎn)生的各樣事故，在客戶的要求下，選用剛度強度、耐腐蝕性更好的白鋼板制作（代號304，一鉻十八鎳九鈦）制作雙變外殼。
在選擇白鋼板的時候要注意，白鋼板也有很多種，比如有一種代號為201的白鋼板，外觀與304白鋼板類似，但耐腐蝕性差，焊口處易生銹；還有一種叫敷鋁鋅板，它具有耐腐蝕性，但強度不夠。所以，綜合考慮304白鋼是制作白鋼雙變的最好選擇，但是價格高，制作工藝復雜。
二、400KV?A（12KV）白鋼雙變壓器箱式變電站的大體結(jié)構
400KV?A（12KV）白鋼雙變壓器箱式變電站的大體結(jié)構，如圖3所示
（1）底座 （2）立柱 （3）上門坎 （4）上梁 （5）下門坎 （6）上蓋 （7）、（8）、（9）低壓室門 （10）死門 （11）低壓室左檢修門 （12）箱變防盜盒鎖 （13）銘牌 （14）考核表箱 （15）高壓室檢修門 （16）變壓器室1門 （17）變壓器室2門 （18）軸流風機散熱窗 （19）低壓室右檢修門 （20）高壓室門 （21）門鉸鏈
（22）上蓋防雨槽 （23）低壓室隔板 （24）高壓室隔板 （25）變壓器室隔板
注：在兩個變壓器室門口分別焊有一套圍欄。
三、白鋼雙變各部分的結(jié)構設計與制作工藝
1、底座
底座又稱底拍，是整個箱變的基礎，所以，底排一定要結(jié)實、牢固。一般普通箱變底排是用140槽鋼和50角鋼制作，按高壓柜、變壓器、低壓柜下底安裝孔的位置，按一定的順序焊接而成。
而這臺雙變由于箱變內(nèi)需要放置兩臺變壓器，低壓柜也要比以往單變要多，所以殼體的體積較大，底拍所承受的重量也比單變要重，所以，這臺雙變的底拍槽鋼采用160槽和50角鋼制作，來增加底拍的強度。按引言中圖2的雙變布局，底拍焊接圖如下圖4所示。
待底拍焊接完成后，要噴防銹漆，以免生銹。
2、立柱
立柱是整個雙變的支柱，整個雙變的重量幾乎都由立柱來支撐，故立柱必須有足夠的強度，否則在上房蓋和門板的時候會被壓彎或變形，在安裝門板時就會有露縫出現(xiàn)，所以為了增加立柱的強度，立柱的板材要用δ2.0mm白鋼板制作，而且在立柱內(nèi)加一層加強槽。如圖5所示。
但要注意的是：立柱加強槽不能用方管，也必須用白鋼板來制作。若采用方管做加強槽，則防銹的效果會大大降低。因為方管外壁可以噴防銹漆，但內(nèi)壁卻噴不到防銹漆，所以，方管的防銹效果不是很好，故不采用。
3、上門坎
它是起到一個加強防護等級的作用，它可以在立柱之后焊接，可用于測量立柱與立柱之間上沿的距離。
但在折彎時要注意折彎順序，上門坎的折彎圖與展開圖如圖6所示。
4、上梁
上梁是用于立柱與上蓋之間的連接，由于雙變過長，而白鋼板最大尺寸是1.22*2.44（m），在制作上梁時需要拼接，在接縫處要加備板，防止上蓋時焊開焊或彎曲變形。
5、下門坎
下門坎的藝與上門坎相同，但下門坎不是焊接在雙變底拍 ，而是采用螺栓連接，
這是為了方便 變壓器和高、低壓柜進入箱變，但要注意的是，由于下門坎總高為70mm，不管是低壓柜還是高壓柜的門下沿跑地面要高于70mm，否則，當柜體開門的時候，下門沿會撞到箱變的下門坎而使門打不開。
6、上蓋
上蓋的制作方式比較特別，是先用型材焊接成房架形狀，噴上防銹漆在用白鋼板包起來，這是為了加固房架結(jié)構，以免上蓋單薄坍塌。棚頂和房沿（雨達）要沖有散熱孔，可讓雙變內(nèi)有良好的散熱效果。如圖7所示。
7、低壓室、高壓室和變壓器室門板制作
低壓室、高壓室和兩個變壓器室的門板上分別沖有通風孔，而且在門板上焊有加強筋加強門板的強度防止開門時門板發(fā)顫。除了加強筋外，在通風孔處還要加有篩網(wǎng)，雖然在門上開了通風孔可以有良好的散熱性能，但同時也降低了箱變的防掮 等級。所以，為了保持在通風的情況下，要在通風孔處粘上篩網(wǎng)來提高箱變的防護等級。
特別說明一下，在兩個變壓器室的門板上分別安有兩個軸流風機，這是因為變壓器的散熱量要遠大于高壓柜和低壓柜，只靠自然散熱是不夠的。
8、死門
死門是一個看起來比較藝術、做起來比較繁瑣的一個部分，這么做只是為了這臺雙變看起來不那么呆板，這部分是由幾塊板拼接而成，它的折彎圖如圖8所示。
圖8死門展開圖與折彎圖
由于白鋼板的焊接工藝一般若是不讓焊點外露，所以在整個箱變的焊接過程中都是在箱變內(nèi)部采用點焊，如果必須在外面焊接時也要在焊接過后經(jīng)過上光處理，以免焊點生銹。
死門的這種折彎方式恰好可以讓焊點隱藏在里面。
9、防盜盒鎖、門鉸鏈、考核表箱
圖9
10、圍欄
不論是哪種箱變，在變壓器室的門口都要焊有圍欄，這是為了防止工作人員在帶電操作時誤撞到一次線而發(fā)生觸電危險。
四、雙變的使用環(huán)境
1、要放置的地坪應選擇較高處，不能放在低洼處，以免雨水灌入箱內(nèi)影響設備運行，但最高不能超過1000m。
2、周圍空氣溫度在+40。C～-25。C。
3、相對濕度：日均值≤95%，月均值≤90%（+25。C）。
4、風速≤35m/s。
5、無經(jīng)常性劇烈振動，地震強度不超過8度。
6、安裝傾斜度≤5。。
結(jié)束語
本課題主要是對12KV(400KV?A)白鋼雙變壓器箱式變電站的殼體結(jié)構進行設計，系統(tǒng)地介紹了白鋼雙變的結(jié)構、特點、使用環(huán)境。
在這次設計里我積累了很多經(jīng)驗，在加工中難免會出現(xiàn)各樣問題，而怎樣解決這些問題，是我在這次設計中學到的最重要的知識。
我會繼續(xù)地加以努力，積累更多的經(jīng)驗。
Keywords: substation civil engineering design; structure; safety; durability
中圖分類號：TU2
前言：進入新世紀后隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，新材料、新工藝的不斷投入使用，以及近年來地震活動頻繁，我國陸續(xù)頒布了一些新的建筑結(jié)構規(guī)范及規(guī)程。大家通過對新規(guī)范及規(guī)程的學習和應用，對土建工程結(jié)構的安全性與耐久性引起了足夠重視，特別是變電站工程的特殊性，土建工程的結(jié)構安全性與耐久性更應引起有關設計人員的重視，下面談談變電站土建工程結(jié)構安全性與耐久性的設計事宜。1、土建結(jié)構工程的安全性 結(jié)構安全性是各種作用下結(jié)構防止破壞倒塌、保護人員不受傷害的能力，是結(jié)構工程最重要的質(zhì)量指標。變電站土建結(jié)構工程的安全性主要決定于結(jié)構的設計與施工水準，也與結(jié)構的正確使用（維護、檢測）有關，而這些又與土建工程法規(guī)和技術標準的合理設置及運用相關聯(lián)。對結(jié)構工程的設計而言，結(jié)構的安全性主要體現(xiàn)在結(jié)構構件承載能力的安全性、結(jié)構的整體牢固性和結(jié)構的安全耐久性等幾個方面。 1.1結(jié)構構件承載能力的安全性。與結(jié)構構件安全水準關系最大的兩個因素：①規(guī)范規(guī)定結(jié)構需要承受多大的荷載（荷載標準值），比如我國規(guī)范規(guī)定樓板承受的活荷載是2.0kN/m2，而美國、英國則為2.4kN/m2和2.5kN/m2。②規(guī)范規(guī)定的荷載分項系數(shù)與材料強度分項系數(shù)的大小，前者是計算荷載對結(jié)構構件的作用時將荷載標準值加以放大的一個系數(shù)，后者是計算結(jié)構構件固有的承載能力時將構件材料的強度標準值加以縮小的一個系數(shù)。這些用量值表示的系數(shù)體現(xiàn)了結(jié)構構件在給定標準荷載作用下的安全度，在安全系數(shù)設計方法（如我國的公路橋涵結(jié)構設計規(guī)范）中稱為安全系數(shù)，體現(xiàn)了安全儲備的需要；而在可靠度設計方法（如我國的建筑結(jié)構設計規(guī)范）中稱為分項系數(shù)，體現(xiàn)了一定的名義失效概率或可靠指標。安全系數(shù)或分項系數(shù)越大，表明安全度越高。
1.2結(jié)構的整體牢固性。除了結(jié)構構件要有足夠的承載能力外，結(jié)構物還要有整體牢固性。結(jié)構的整體牢固性是結(jié)構出現(xiàn)某處局部破壞時不至于導致大范圍連續(xù)破壞倒塌的能力。或者說是結(jié)構不應出現(xiàn)與其原因不相稱的破壞后果。結(jié)構的整體牢固性主要依靠結(jié)構能有良好的延性和必要的贅余度，用來對付地震、爆炸等災害荷載或因人為差錯導致的災難后果，可以減輕災害損失。唐山地震及汶川地震造成的巨大傷亡與當?shù)胤课萁Y(jié)構缺乏整體牢固性有很大關系。在抗震規(guī)范中也明確表示：建筑物應確?！靶≌鸩粔?，中震可修，大震不倒”。尤其是變電站此類的生命工程，更應經(jīng)得起地震的考驗。 1.3結(jié)構的安全耐久性。我國土建結(jié)構的設計與施工規(guī)范，重點放在各種荷載作用下的結(jié)構強度要求，而對環(huán)境因素作用（如干濕、凍融等大氣侵蝕）下的耐久性要求則相對考慮較少?；炷两Y(jié)構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結(jié)構安全事故，其嚴重程度已遠大于因結(jié)構構件承載力安全水準設置偏低所帶來的危害，所以這個問題必須引起格外重視。我國規(guī)范規(guī)定的與耐久性有關的一些要求，如保護鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護層最小厚度和混凝土的最低強度等級，都低于國外規(guī)范。損害結(jié)構承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一，提高結(jié)構構件承載能力的安全設置水準，在一些情況下也有利于結(jié)構的耐久性與結(jié)構使用壽命。
我國結(jié)構設計規(guī)范的安全設置水準較低，與我國建國后長期處于短缺經(jīng)濟和計劃體制的歷史條件有關。國內(nèi)發(fā)生的大量工程安全事故，主要是由于管理上的腐敗和不善以及嚴重的人為錯誤所致。現(xiàn)在提出要重新審視結(jié)構的安全設置水準，主要是基于客觀形勢的變化，是由于我們現(xiàn)在從事的基礎設施建設要為今后的現(xiàn)代化奠定基礎，要滿足今后幾十年、上百年內(nèi)人們生產(chǎn)生活水平發(fā)展的需要，有些土建結(jié)構如商品房屋則更要滿足市場經(jīng)濟條件下具備商品屬性的需要。
2、土建結(jié)構工程的耐久性 變電站土建結(jié)構工程的耐久性與工程的使用壽命相聯(lián)系，是使用期內(nèi)結(jié)構保持正常功能的能力。這一正常功能包括結(jié)構的安全性和結(jié)構的適用性，而且更多地體現(xiàn)在適用性上。 土建結(jié)構工程的耐久性現(xiàn)狀：造成混凝土結(jié)構的耐久性問題進一步加劇的原因有：①由于混凝土的質(zhì)量檢驗習慣上以單一的強度指標作為衡量標準，導致水泥工業(yè)對水泥強度的不適當追求，使水泥細度增加，早強的礦物成份比例提高，這些都不利于混凝土的耐久性。②施工單位不適當?shù)丶涌焓┕みM度，混凝土的養(yǎng)護期普遍不夠，而混凝土的耐久性質(zhì)量尤其需要有足夠的施工養(yǎng)護期加以保證。早產(chǎn)有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。③環(huán)境的不斷惡化，如廢氣、酸雨等。我國的酸雨面積已超過國土的30%。 3、土建結(jié)構工程使用階段的正常檢測與維護 變電站土建結(jié)構耐久性和使用壽命與使用階段的檢測、維護和修理不能分割，為了保證結(jié)構安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用過程中應該進行定期檢測和維護。過去因為規(guī)范對結(jié)構安全與耐久性的設置水準相對較低，使得有一些已建好的工程中往往存在較多隱患，在使用過程中又缺乏應有的例行檢測而導致失效。所以要將結(jié)構安全質(zhì)量事故減少到最低程度，還需通過例行檢測及時發(fā)現(xiàn)問題，并且有必要從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測的要求。只注意工程項目建設的一次投資支出，很少考慮工程建成后需要正常維護的長期費用，不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能，而且經(jīng)濟上算總賬會很不合算。 4、變電站土建設計中應采取如下措施提高結(jié)構安全性與耐久性 4.1充分考慮各種荷載。①自重、施工、風壓、雪壓、溫度、及各類電氣設備等作用產(chǎn)生的荷載。②某些混凝土結(jié)構因業(yè)主或設計者過分強調(diào)利潤而采用模糊不準確的計算模式，降低合理的安全系數(shù)，導致鋼筋配置偏少，在地震等外力作用下使混凝土結(jié)構開裂。③嚴格按照相關規(guī)范進行設計，規(guī)范的制定是我國多年來在建筑結(jié)構設計及施工領域經(jīng)驗的理論總結(jié)，是經(jīng)過驗證的。因此，在設計中必須使用合理的安全系數(shù)和嚴格的設計標準。 4.2設計合理的混凝土結(jié)構體系。確?？蚣芙Y(jié)構合理化，盡量保持與實際情況一致，受力安全有效地傳遞，以精確的理論計算或完善的試驗結(jié)果作為前提保證。 4.3采取合理的構造措施。設置合理的構造系統(tǒng)，必要的構造鋼筋，在合適的地方配置構造柱和圈梁，保證結(jié)構的整體性。采用有利于結(jié)構耐久性的最小配筋率，配置限裂鋼筋。消除不合理的約束因素，合理設置變形縫或后澆帶。 4.4準確計算配合比。對特殊環(huán)境中的混凝土，應通過計算和試驗給出較為準確合理的配合比，努力提高混凝土的抗拉強度。 4.5完善施工圖設計。在施工圖設計中，應詳細寫明混凝土結(jié)構的特點和施工注意事項，明確土建工程設計的最低使用壽命要求，對施工單位提出具體的技術要求，以保證工程質(zhì)量。 4.6對土建工程使用過程中的結(jié)構安全性，應有定期的檢測和正常的維護修理加以保證。
5、結(jié)束語 變電站土建工程結(jié)構設計的安全性與耐久性一直是設計者與使用者非常關注的問題，關系到安全與經(jīng)濟的協(xié)調(diào)、基礎設施的投資，并與國家現(xiàn)行政策、法規(guī)以及未來的經(jīng)濟發(fā)展息息相關，是一個復雜的系統(tǒng)工程問題。結(jié)構設計人員要高度重視土建工程的結(jié)構安全性和耐久性，在國家有關可靠性設計統(tǒng)一標準的基礎上，運用可靠性研究的新技術理論，并且結(jié)合結(jié)構耐久性方面的研究，適當提高土建結(jié)構設計的安全水準、結(jié)構耐久性和使用壽命，并考慮工程失效的風險后果、資源供給乃至公眾的意向等多種因素，就能夠提高變電站土建工程結(jié)構的安全性和耐久性，更好的適應我國現(xiàn)代化建設的需求，適應經(jīng)濟市場的需求。
參考文獻
