变电站结构设计大全11篇

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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.

中图分类号：TU391文献标识码： A 文章编号：

1.前言

变电站，改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。它的主要作用是将一些设备组装起来,用以切断或接通、改变或者调整电压, [1]而在电力系统中,变电站是输配电的关键点。变电站的结构的安全性及稳定性对于整个电力系统的安全运行及稳定性具有重要的意义。目前,我国的变电站已基本实现了标准化,甚至有些电网（如南方电网）已经拥有了标准化设计的具体实施方案，对于实现基建工程“一体化、规范化”管理有着重要意义。在主网变电站建构物中，主控楼、配电楼及构支架是其结构的主体，建筑结构主要采用钢筋混凝土框架结构；构支架主要采用钢管杆。本文将就主网变电站结构设计的两个设计要点——变电站框架结构设计和钢结构构架设计进行分析和探讨。

2.变电站框架结构设计

变电站建筑宜根据建筑物重要性、安全等级、抗震设防烈度采用适宜的结构形式，且变电站结构设计应满足强度、稳定、变形、抗裂及抗震等要求，并在总结实践中积极慎重推广先进技术，采用成熟的新结构和新材料。随着经济及技术的发展，我国大部分地区砖混结构变电站建筑已被钢筋混凝土框架结构所代替。为此本文作者就变电站框架结构的设计主要要点阐述如下:

2.1变电站结构设计的详细说明

变电站结构设计的说明书一般而言主要包括：结构设计的理论依据以及现实依据,变电站所处的详细的地理情况、地基抗震的能力以及承载力、材料的质量等级等,在施工图中没有画出来，一般要用文字进行详细的说明。

2.2 基础设计

变电站的框架基础，当地质条件好时，首先考虑采用单独基础，其次为条形基础，如天然地基不能满足强度和变形要求时，可考虑采用桩基础，也可采用人工处理地基的办法，如换土、强力夯实等方法。在设计时，一定要按照地基的实际情况进行设计。比如，柱下扩展基础的宽度过宽时，或者是地基整体上很不匀称时，或者是地基的硬度不够时，就要考虑是否利用柱下条基来加强结构的稳定性。另外，节点地方的基础面积应该要给予适当的加宽，因为它被双向利用，所以有可能带来一些意想不到的不利因素。而在使用桩基础时，则一定要按照当地的地质情况进行选桩。

2.3 结构平面设计

在进行结构平面设计时，梁板布置应根据电气设备布置及荷重分布状况，选择经济合理的梁板布置方案。楼（地）面活荷载应根据电气运行、检修、设备布置等情况进行取值。现浇板的配筋的选择不能过于随意，一定要按照相关的规范及标准进行选择。一般情况下，现浇板的配筋主要采用Ⅱ级钢，而不能使用Ⅰ级钢，这也是为了保证变电站整体结构的质量的需要。钢筋的布筋的方式一般都采用大直径或者是大间距的方式，要尽可能地使钢筋板上下的钢筋的距离相等，而且应该要尽可能的减少其直径的类型。另外，在对框架进行填充时，一般选用轻质的的隔墙，过梁也多是使用现浇的梁带。在做结构平面设计时，一定要对这些情况进行详细的说明。

2.4 梁的设计

梁的设计应该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，且千万注意次梁搭建的地方不能靠近主梁的支座，次梁如果处在主梁支座的附近，那么就必须要注意考虑次梁可能引起的主梁的抗扭，或者采取增加抗扭箍筋和纵筋的方式来进行平衡，或者是使用现浇板。从理论上来讲，梁纵筋所必须要遵循的一个原则就是——小直径和小间距原则，这有利于防止发生分裂，但是必须要注意的一个问题——钢筋之间的距离必须要满足相关要求，与梁横截面相配合。[2]

2.5 框架柱的设计

柱的设计中，应对轴压比的制约要使用强度较高的混凝土,同时应适当减少断面的尺寸。控制柱的剪跨比主要是为了保证柱的延性，为简化计算一般通过控制柱的长细比≧4（又称长柱）来实现。尽量避免短柱，短柱箍筋应全高加密，其纵筋不宜过大。在建筑物周边的主轴线上尽可能设柱，避免有较大跨度的悬挑结构。框架柱的纵横两个方向尽可能对应设柱，以满足双向支承要求。

2.6 楼梯的设计

根据建筑图对楼梯的布置，确定钢筋砼楼梯的结构形式，一般采用板式和梁式两种基本型式。梁式楼梯跨步板，可按一个踏步作为计算单元，作纵向简支计算。梁式楼梯的梯段、斜梁，一般按简支计算；板式楼梯的斜板，考虑其支座对梯段的嵌固影响，计算时，跨中及支座弯矩，可近似取为1/10ql2。平台板为单向板，计算弯矩可取1/8 ql2或1/10ql2，视支座嵌固影响而定；平台梁按简支梁计算。

3 变电站的钢结构构架设计

变电构架的受力主要以水平荷载为主，承受的主要水平荷载是导线及地线的张力，其次是风力。构架特点是柱高而断面细小，属于大柔度结构。当前，我国南方地区尤其是一些经济比较发达的地区的变电站多采用钢管杆构架,梁采用格构式或钢管梁,与混凝土相比，具有较高的强度和韧性，性能稳定，适合批量生产，既节约了成本，也美化了整个变电站的外观。

3.1 采用自动化的方式对钢架的节点进行受力分析

当前计算机技术的迅猛发展，计算机技术已经开始深入到学科的各个领域，

同时也为改善我国变电站系统的设计提供了强大的技术支持。所以在进行变电站的结构的设计时，应该要积极引进信息化自动系统，以便能够准确的分析变电站的钢架结构的各个节点的受力情况，避免人工计算带来的误差，影响整个结构的设计的准确度，使得变电站的设计走上自动化发展的道路。对于构架使用空间结构计算分析软件来完成静力分析更符合结构实际受力性能，计算结果更精确，空间结构计算分析软件首推STAAD/CHINA。

3.2 变电站的钢结构构架设计要点

变电站构架的受力一般而言主要以水平受力为主，其受力的来源主要是导线和地线之间形成的张力。还有就是来自外界的风力。而导线与地线之间形成的张力的大小程度受多个因素的影响，主要有导线的档距、弧垂、导线自重、覆冰厚度、引下线重量和安装导线检修上人为的因素等，外界气温的变化在很大的程度上则决定了导线的弧垂。[3]因此根据电气的相关的要求，带电导线对地面以及其他的周围的建筑物必须要保持一定的距离，因此变电站的构架的突出特点主要是柱相对要高而横截面相对要小。通常而言，变电站的钢结构的节点的设计是整个变电站设计的重点之一。变电站的节点的设计主要可以分为四个部分：钢管柱的连接、人字柱的柱头与柱杆件的连接、人字柱与横撑构件的连接及人字柱与基础的连接。目前，钢管柱的连接主要采用剖口对焊连接和法兰连接两种方式，其中使用比较普遍的主要是法兰连接的方式。人字柱的柱头与柱杆件的连接则主要通过钢板焊接的方式进行，采用这种方式的原因主要是因为人字柱的柱头的受力情况比较复杂，采用钢板焊接的方式可以最大限度的固定人字柱的位置，减少外界对它的影响，符合相关的设计的要求。人字柱与横撑构件的连接则采取刚性连接的方式进行，最主要的原因是因为变电站的架柱容易受到水平力的影响，其受压柱的稳定性极其容易受到破坏。人字柱与基础则主要采用杯口插入连接的方式。但是在选择这种方式的时候，一定要准确的确定钢管插入到杯口的深度。钢管插入到杯口的深度的主要由受拉杆的轴力、抗粘剪的强度、受拉杆的外直径等几个因素所决定。同时，在实际的施工过程中，还必须要密切关注相关的因素的变化，使得计算的理论值尽量与实际施工的情况相符合。

4.结语

从以上的分析中我们可以了解到，主网变电站的整体构架的设计比较复杂，涉及到的因素也比较多，例如：建筑结构的荷载、混凝土的结构设计、抗震性、变电站的地基结构等，而变电站的钢架结构的设计则是整个变电站设计的重中之重，在其设计的过程中，必须要准确的分析各个节点的受力情况以及相关的节点的连接方式，使得整个的设计符合相关的要求，最好可以实现整个设计的自动化进行，尽量的减少设计中的数据误差，使我国变电站的设计更加合理，促进我国变电站的健康可持续发展。

【参考文献】

[1]王亚刚.对变电站建筑框架结构及钢结构节点设计的探究[J].价值工程.

2011.846-47

[2]陈磊.110kV变电站结构特点和经济比较[J].电站系统工程.2011.27(6)；

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1.变电站框架结构设计

变电站框架结构的设计主要有以下内容：

（1）有关结构设计的说明。包括主要的设计依据，变电站的地基情况、抗震等级以及承载力、材料等级、活荷载值等，在施工图中没有画出来的而采用说明的方式来表示的信息。

（2）基础设计。当采用天然基础且柱下扩展基础的宽度比较宽时，或地基不均匀时，或者地基比较软时，应当利用柱下条基。并且应考虑到在节点的地方基础底面积由于被双向反复使用而带来的不利影响，应适当地加宽基础。当采用桩基础时，应根据地质资料选用桩型，一般情况下，采用预应力环形杆较多，且为端承摩擦桩，当淤泥层较厚时，还需考虑负摩擦。

（3）平面设计。现浇板的配筋应该使用Ⅱ级钢，除了吊钩以外，不能使用Ⅰ级钢，梁柱钢筋尽可能使用Ⅲ级钢筋（国家建设部推广使用）。钢筋布筋应采用大直径和大间距的方式。板上下的钢筋的间距应该相等，钢筋直径可以不相等，但其直径的类型不宜过多。框架的填充墙大多为轻质隔墙，过梁通常不使用预制混凝土过梁，采用的是现浇梁带。应该注明使用的轻质隔墙的图集和做法，当过梁与柱连接时，柱应当甩筋，过梁应当现浇。由于继保室、通信室等房间电缆较多，可采用活动地板结构。

（4）楼梯的设计。休息平台与梯段板平行方向的上筋均应拉通，并且应与梯段板的配筋互相适应。梯段板的厚度通常采取跨度的1/25～1/30。

（5）梁的设计。梁的上面有次梁的地方应附加箍筋和吊筋，并应首先使用附加箍筋。不能将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，就应当考虑由于次梁所引起的主梁抗扭，或者增加抗扭箍筋和纵筋。如果采用现浇板，抗扭问题不严重。理论上梁纵筋应遵循小直径和小间距的原则，这对抗裂有利，但钢筋的间距应满足要求，并且要与梁断面互相适应。挑梁应做成等截面。梁从构造上要避免冲切破坏以及斜截面的受弯破坏等。

（6）柱的设计。柱应采用高强度混凝土来应对轴压比的制约，应减小断面尺寸。应避免柱过短，短柱的箍筋应采取全高加密，短柱的纵筋不应过大。由于竖向地震的影响，对柱的轴压比和配筋应多一些考虑。独立柱的上面或中部有挑梁时，应限制挑梁的长度。绘制施工图时，较大直径的钢筋的连接方式应采用机械连接，而不应采用焊接，两者的造价相差不大，但机械连接更加可靠并且检查方便。

2.钢结构构架设计

为了节省投资，一般变电站均采用架空出线，变电站内部导线均采用构架进行连接、跳线，因而构架也是常规变电站必不可少的一部分。目前普遍采用钢管杆构支架，梁采用格构式或钢管梁，使整个变电站更加美观和实用。

2.1采用空间分析程序计算内力

随着科技的进步，出现了不少可以计算和分析内力的软件。例如美国REI公司开发的STADD/CH INA2000空间结构分析和设计程序，利用该程序对构架柱进行内力计算和分析，能够更加接近构架的实际受力情况，有利于缩短设计周期。也可采用东北电力设计院编制的构架计算软件（SST）进行简单的计算，根据计算结果分析杆件内力。

2.2结构节点设计

（1）钢管柱的连接方式。钢管柱的长度受到加工、运输以及热镀锌的影响，一次成型比较困难，所以，要首先分段加工，然后利用剖口对焊进行连接或利用法兰进行连接。钢管利用剖口对焊进行连接，不仅外形美观，还能节省钢材，缺点是焊接需在现场操作，焊缝外还要现场喷锌，质量没有保障，焊缝处钢管内侧的防腐能力比较差。法兰连接所有的焊接工作以及热镀锌可以在工厂完成，只需要进行现场组装。由于不需现场焊缝，钢管的防腐能力很强，安装工作比较方便，可以节省工期，但缺点是耗材大，而且为了使法兰连接的接触面比较平整，对加工精度的要求很高。目前，法兰连接应用较为普遍，有刚性法兰和柔性法兰两种形式。

（2）人字柱的柱头利用钢板焊接。人字柱的柱头的受力情况非常复杂，它需要传递很大的轴力、剪力以及弯距。为了减小人字柱的位移，柱头连接必须保证有充足的刚度，并且应设法减少柱头连接的偏心。综合考虑，人字柱柱头应将两杆连接为整体，利用钢板进行焊接，剪力板、柱头处的顶板以及加劲板的厚度应满足规范的要求。两根人字柱中心线之间的距离一般为100mm，可基本满足固结假定要求。

（3）人字柱与横撑构件采用刚性连接的方式。当变电构架柱承受水平力时，破坏形式是受压柱的失稳性破坏，这时受拉杆会经过横撑而对受压杆发生约束作用。为了增强这个约束作用，柱与横撑的连接应为刚性连接，而且横撑应具有一定刚度，故横撑使用钢管材料。为了便于热镀锌和安装，横撑钢管分为两部分，分别与相应的人字柱经过剖口进行对焊刚性连接，然后再由横撑中间的法兰盘刚性连接，以实现横撑构件与人字柱的刚性连接。

（4）人字柱与基础采用杯口插入形式连接。基础与钢管柱的连接适合采用杯口插入形式。钢管插入到杯口的深度是由抗拔决定的，其计算公式为：

H=N/（3.14D×FCV） （1）

式中： H―――钢管插到杯口的深度；

N―――受拉杆的轴力设计值；

D―――受拉杆的外直径；

FCV―――抗粘剪的强度，如果二次灌浆细石混凝土的强度为C20，则：FCV=0.5MPa。

如果受拉的钢管插入杯口的部分焊有多于或者等于两道钢箍，剪切面可控杯口壁计算，插入杯口的深度根据（2）式进行计算：

H=N/ΣSC×FCV （2）

式中： ΣSC―――杯口内壁的平均周长。

插入杯口的深度不仅要满足计算的要求，还必须满足：H≥1.5D。此外，为了确保柱脚处局部稳定，在构架安装完成后，钢管的柱脚处应灌注C30细石混凝土。

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中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A

1　智能变电站的含义

智能变电站是智能电网建设的重要节点之一，是在数字化变电站基础上发展形成的新一代变电站。随着经济与科技的发展，风电、光伏等新能源电力的应用越来越多，这对传统的电力系统设备提出了巨大的挑战。在这种背景下，电力系统的安全性和可靠性必须提高，作为连接用户和发电站之间的变电站的结构设计也必须进一步优化。计算机技术以及通信技术的飞速发展，为解决电力系统和变电站所面临的问题提供了新的解决方法——智能变电站，它能将智能化一次设备和网络化二次设备进一步融合起来。依靠先进、安全、集成和低碳环保的智能化设施，智能变电站能够自动地完成信息的收集、分析、控制以及管理等工作，能够使得全站的信息数字化并且信息能够及时全面地得以共享，与此同时，智能变电站还具有通过及时分析数据为电网作决策提供信息支持以及自动控制的功能。依靠智能变电站，电网的工作不仅更加低碳环保，效率更高，而且能够消除很多的安全隐患。智能变电站能够为电网采集全面且及时的数据，通过对数据进行监测、控制和分析，为电网做出正确决策提供可靠的信息支持，同时它也是电网执行命令的部分，因此对智能变电站的结构设计进行优化具有重大的意义。

2　智能变电站二次系统配置方案

智能变电站以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，在智能变电站的发展中，随着装备制造技术、工艺的发展及建设、运行经验的积累，其一、二次系统最终将融合为一体，但目前的技术发展水平还无法实现。针对二次系统，可以在光纤以太网基础上，进行优化配置：将主保护和计量系统分布式就地实现，后备保护采用站域——广域后备保护系统，本地测量和整定与调度中心整定相结合，以达到后备保护的最优配合和最小的通信负担。

2.1 保护配置

其中，保护配置包括线路保护、变压器保护和母线保护。

2.1.1　主保护原理:线路保护采用速度更快的采样值差动和暂态量保护;变压器保护采用了可以避开励磁涌流影响的广义瞬时功率保护原理作为差动保护的辅助。两种新的保护原理都易于实现。

2.1.2　采用具有智能决策功能的广域后备保护系统，集中全网信息进行后备保护在线整定，并且所需通信量少，数据更新速度快。

2.1.3　保护的实现方式:将原来集控室内的主保护功能下放到智能一次设备单元内就地实现，简化了布线，减少了通信网络的负担。母线主保护采用具有主站的分布式差动和集中式母线保护的实现方式。

2.2 计量配置

计量系统创新地提出测量计量功能一体化为计量模块，计量模块的预处理数据为三态数据，三态数据(稳态数据，暂态数据，动态数据)统一采集和标准化。通过分析计量模块的误差量值溯源得到，在忽略算法误差情况下，误差主要来自于互感器，由于全站采用高精度的光学互感器，计量模块的精度要求完全满足计量规程的要求。既可以实现现场检验，也可以实现远程检验。通过计量模块在通信方面的优势，实现智能变电站与大用户互动，智能变电站具有向大用户实时传送电价、电量、电能质量及电网负荷信息的功能，支持电力交易的有效开展，实现资源的优化配置；激励电力市场主体参与电网安全管理，从而实现智能电网各环节的协调运行。

2.3 通信配置

现阶段的智能变电站内通信设备配置与数字化变电站及传统变电站基本相同，但随着电网中智能变电站投运数量的不断增加，快速增长的采集数据量的不断汇聚，对光纤通信传输网络带宽和传输可靠性提出更高要求。因此，通信平台的建设与改造必须同步进行。

3　智能变电站二次系统设计与实现

3.1 系统构成

变电站二次系统在功能逻辑上分为站控层、间隔层和过程层。站控层由主机、操作员站、远动通信装置、保护故障信息子站和其他各种功能站构成，提供站内运行的联系界面，实现管理控制间隔层、过程层设备等功能，形成全站监控、管理中心，并与远方监控/调度中心通信。间隔层由保护、测控、计量、录波、相量测量等若干子系统组成，在站控层及网络失效情况下，仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。过程层由互感器、合并单元、智能终端等构成，完成与一次设备相关的功能，包括实时运行电气量的采集、设备运行状态的监测、控制命令的执行等。

其中过程层最终发展目标为智能一次设备，就是一次设备集成互感器、智能终端等，实现在一次设备上直接的数字化接口。目前投运的智能站采取设置就地智能终端箱的方式，将一次设备运行状态、控制等信号和命令通过智能终端转换成数字化信号。

3.2 网络结构

过程层网络按照电压等级分别组网。双重化配置的保护及安全自动装置应分别接入不同的过程层网络；单套配置的保护及安全自动装置、测控装置宜同时接入两套不同的过程层网络，并采用相互独立的数据接口控制器。220kV及以上变电站站控层、间隔层网络采用双重化星形以太网络，110kV变电站站控层、间隔层网络采用单星形以太网络。总之，依据不同电压等级和电气一次主接线配置不同的网络形式，有双星形、单星形、点对点等。鉴于对变电站运行维护及网络安全方面的考虑，智能变电站在兼顾网络跳闸方式的同时仍保留直采直跳的方式，尤其对高电压等级、联网运行的变电站。

3.3 二次设备的配置原则

站控层设备的配置，以220kV变电站为例，主机按照双套配置，对于无人值班变电站主机可兼操作员工作站和工程师站。保护及故障信息子站应与变电站系统共享信息采集，不独立配置。远动通信装置也双套配置。①隔层设备测控装置独立配置时，应单套配置，220kV电压等级若采用继电保护就地安装时，采用保护测控一体化装置，110kV及以下电压等级推荐采用保护测控一体化装置。对于继电保护装置的配置与常规变电站配置原则一致，220kV及以上电压等级按照双重化原则配置。故障录波及网络分析记录装置，对于220kV变电站按照电压等级分别配置，主变压器单独配置。110kV及以下变电站统一配置。66kV及以上独立配置电能计量表计，计费关口满足相应规程规范要求。设置网络打印机，通过变电站二次系统的工程师站打印全站各装置的保护告警、事件、波形等数据，取消装置屏上的打印机。②程层设备的配置原则，220kV-750kV除母线外，智能终端宜冗余配置。66kV及以下配电装置采用开关柜布置时不配置智能终端。110kV及以上主变压器本体配置单套的智能终端。智能终端分散布置于配电装置场地智能组件柜内。合并单元配置原则：220kV及以上电压等级各间隔冗余配置，110kV及以下电压等级各间隔单套配置，双重化保护的主变各侧冗余配置，同一间隔内电压互感器和电流互感器合用一个合并单元。③络通信设备配置原则：220kV及以上电压等级变电站的站控层网络交换机冗余配置，每台交换机端口数量应满足实际工程需要。一般采用100M电口，站控层交换机之间级联端口采用1000M端口。当交换机处于同一建筑物内且距离较短时采用电口连接，否则需采用光口互联。间隔层网络交换机按照设备室或电压等级来配置，交换机端口数量满足工程规模要求。过程层交换机按照间隔配置，每台交换机的光纤接入数量不超过16对，任两台智能电子设备之间的数据传输路由不超过4个交换机。对于规模较大的变电站，其间隔层和过程层需配置大量的交换机，与常规变电站在配置上的主要差别也在于此，采用网络方式，就多了交换机这一环节，当交换机出现故障，可能引发多个间隔的保护拒动，近而造成大的事故发生。因此交换机的可靠性是智能变电站安全稳定运行的关键。

结语

在实现智能电网的建设过程中，智能变电站建设始终是智能电网建设的核心问题之一。为了实现智能变电站在智能电网中的支撑作用，要求对当前变电站二次系统的架构体系不断进行升级与改进，发挥智能变电站的高度集成、兼容、互动、协同功能。本文从保护、计量及通信等方面，对智能变电站二次系统的配置方案及其设计与实现进行了有益的探讨。应该指出的是，随着科技的不断进步和装备制造水平的不断提高，智能变电站的一次、二次系统必将融为一体。

参考文献

[1]肖世杰．构建中国智能电网技术思考[J]．电力系统自动化，2009(09).

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1 前言

目前，我国的经济处于高速发展的阶段，在各方面的问题上都需要很高的要求，对于变电站的建筑结构设计也有很高的要求。变电站建筑结构设计应该具有创新意识，价格合理，在变电站的实用方面也应该增加其实用年限，在稳定性上使变电站能够更好的投入到生产中。外界条件变化万千，时常存在暴雨，地震等自然灾害，变电站建筑结构设计上应该更能适应这些自然灾害，能够更好的在自然灾害中存活。但保证这些需要变电站具有好的质量，无论怎样对变电站建筑结构设计都要考虑到质量问题，质量是变电站的一切能力的保证。因此，变电站建筑结构的设计一定要根据科学依据，借鉴国外的先进技术，在一定条件下，选择合适的材料，设计出符合要求的变电站结构。

2 变电站建筑结构设计对于其结构体系的要求

变电站的结构对于整体有很大的影响，结构影响变电站的抵抗自然灾害的能力，对于突如其来的暴雨，地震等有很强的适应生存能力，变电站就不会因为一点自然灾害的侵袭就坍塌，良好的变电站结构设计能够很好的保护国家的财产，延长其使用寿命。变电站的一部分结构需要留有孔隙，并且有的部位对于防治水的侵袭有极高的要求，因此在这些重要部位上使用的材料也有特别的要求，最好使用混凝土结构，采取现浇钢筋的办法，确保这些部位的牢固性，能有效的防治水对变电站结构造成的危害。在能够确保的经济范围之内，在变电站结构的一些细节上，也应该得到注意，在一些节点上，使用标准化的元件进行组合，尽量使节点等细小的细节达到完美，毕竟，细节决定成败。变电站的结构材料要因地制宜，尽量在较低的价钱上能够得到更好的效益，考虑外界环境对于变电站结构的影响，更好的使变电站的结构设计投入到生产和生活中，造福人类。

3 变电站建筑结构设计对于技巧问题的探究与讨论

变电站影响作用巨大，对于生产和生活都有很大的帮助，变电站的各种使用能力是依靠其的结构来完成的，如果变电站的结构因为一些自然灾害或者一些别的原因造成了坍塌，将会对人类和自然环境的和谐造成很大的危害，而且变电站的使用年限也要尽可能的延长，如果变电站的使用年限极端，是得总是不停的更换，将影响工作效率，更换浪费国家的金钱，影响国家经济发展，不利于变电站在生产和生活方面的使用。所以变电站的结构设计成为重中之重，设计要依托于外界环境的考虑，在经济合理的条件下，力求做到各方面完美，从整体考虑。

3.1 变电站的屋外结构

变电站的屋外结构有俩种构建方法，分别是局部联合的构建方法和全联合的构建方法。这两种构建方法在构建的时候，同样要考虑外界环境和温度，压强等因素的影响。对于在构建结构的过程中，也要考虑实际情况，根据需要也可以采取别的构建方法，不同情况采取的方法不同，有的适用单杠结构，有的适用空间结构，单杠结构要注意减少弯矩，弯矩对于单杠结构能否正常使用影响很大。无论什么样的屋外结构，它的作用都应该加强变电站的使用能力，质量上一定要符合要求，使变电站各部分的作用力能很好的平衡。

3.2 变电站屋外配备装置的设计

变电站的屋外配备装置长期处在与外界接触的环境，经受着自然环境的风吹日晒，这些自然条件的侵袭都会对屋外配备的装置造成极大的腐蚀危害，影响变电站的使用年限。因此，在选用变电站的屋外配备装置材料时候，在可能的条件下，尽量使用防腐的材料。并且，根据变电站所处在的自然条件分析，各种外界因素对于其腐蚀的程度，允许范围内，人工进行防腐，避免外界条件对于变电站的腐蚀，工作人员要定期对变电站屋外配备装置进行检查维修，把损失降到最低，有效的保证变电站的正常投入使用。

3.3 变电站墙壁出现裂缝的解决设计方案

变电站的外部在外界，由于温度等的影响，墙壁屋顶等部分干缩形成裂痕。所以在变电站的结构上应该设置一些控制温度的装置，确保变电站温度的平和，温度平和则不会对变电站造成太大的裂痕问题，确保变电站的牢固。而且裂痕也在一定条件下是因为巨大的压力，所以减小屋外结构对于其产生的压力也很重要，尽量使其减小对墙体造成的压力，这样在一定程度下，也可以减少裂痕的存在。

3.4 变电站后浇带的设置

有时变电站在进行建造的时候，一部分建筑物的长度会超过一定的范围，这就需要设置后浇带。后浇带的存在不要影响变电站整体的使用效果，并且每隔一定距离就要设置一个。后浇带的设置要在变电站的横切面上，这样既可以保证变电站的使用，也可以防止一些建筑物长度过长引起的危害。

4 处在不良情况下的处理方案

在进行变电站的结构建造的时候，要对即将建造的地方进行勘测，在基础设计方面，围墙和变压器都是需要考虑的，要求方面严格。围墙的建造在土地不够使用的情况，可以建造在墙上，这样为土地的节约做出了巨大的贡献，而且根据地形来设计建造形状，即节约了人力物力，也不影响美观，使得变电站在实用的同时，能够保持美观。变压器方面对于沉降范围的控制也有很高的要求，在变压器设置方面，沉降要控制在要求的范围之内，任何一点的差异都将引起变电站整个的使用情况。

5 总结

对于变电站建筑结构设计技术是需要实践的，根据实践情况来确定最好的设计技术。实践是检验真理的唯一标准，好的实践能确定好的方法。在建造过程中也要因地制宜，根据外界条件的不同来改变设计方法，更好的确保变电站的使用情况。变电站建筑结构的设计方法也要与国际接轨，吸收国外的先进技术和经验，精益求精，对于国外的错误，也要当做教训，避免在变电站结构设计上出错。变电站的工作人员也要积极学习有关变电站的相关知识，对于变电站要经常检修，出现问题及时解决，只有学好相关知识，才能在变电站出现问题的第一时间发现并解决。整体团结一致，使变电站更好的为人民服务，推动我国经济发展。

参考文献

篇（5）

中图分类号：TN934.81 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0021-02

近年来，广播发射台的广播发送设备、音频调度设备、网络通讯设备、视频监控设备等都进行了更新改造，自动化功能越来越完善，安全播出的可靠性也大大提高。在广播发射台的重要能源供应部门变电站中，虽然电力设备也进行了大范围的改造，但是因为缺少统一的标准和规范，加上市场品牌、厂家众多，网络结构多样，缺乏全面的自动化系统标准，相对落后的电力设备就成了安全播出的瓶颈。因此研究设计一种适合广播发射台实际情况的变电站自动化系统网络结构对于保障安全播出工作有着十分重要的意义。

1 IEC61850标准介绍

目前国内外在变电站自动化系统的结构设计中都遵循IEC61850标准，IEC61850标准是国际电工委员会（IEC）TC57技术委员会（电力系统控制和通信委员会）制定的，该标准根据电力系统成生产过程的特点，制定了满足实时信息传输要求的服务模型。采用面向对象建模技术，面向设备建模和自我描述，以适应功能扩展，满足应用开放互操作要求，扩充数据和设备管理功能，传输采样测量值等。规范了变电站内智能电子设备之间的通信行为和相关的系统要求。

IEC61850标准把变电站自动化系统的功能在逻辑上分配为设备层、间隔层/单元层、设备层三个层次。其结构图如图1所示。

设备层是一次设备和二次设备的结合层，在过程层完成所有接口的功能，如开关量输入和输出、模拟量采样和控制命令发送等。过程层实际上是与变电站的一次设备，如断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、智能直流设备等连接的功能。

间隔层的设备主要包括各种微机保护装置、自动控制装置、测控装置等。间隔层的主要功能是汇总本间隔过程层上传的实时数据信息，对一次设备进行保护控制，检测操作的各种闭锁条件是否符合，保护方式、定值的调整，执行数据的承上启下通信传输功能。

变电站层一般被称为站控层，包括后台监控主机，通讯网络，GPS时钟等设备，实现对全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能，完成数据采集存储，对间隔层设备进行在线维护、在线组态、在线修改参数等。

此外IEC61850还对变电站自动化系统结构语言、变电站和馈线设备的基本通信结构，变电站和馈线没备的基本通信结构等进行了规定，为了保证广播发射台变电站自动化系统的规范性，便于它与台内其它自动化系统和其它台站自动化系统的对接，建立即插即用的网络环境，在对广播发射台变电站自动化系统的设计时应严格遵照IEC61850标准。

2 变电站自动化系统的结构模式

2.1 间隔层网络结构的分析比较

间隔层是变电站综合自动化的核心，在国内目前电力系统中变电站自动化系统结构主要有三种：集中式、分散式与集中组屏相结合、完全分散式。结合广播电台的实际情况，考虑供电系统出线较少、供电可靠性要求高、工作现场环境的干扰、场地空间等因素，结合综合自动化技术目前的结构组合方式进行认真、细致的对比分析。

（1）集中式结构模型。集中式结构的综合自动化系统，就是采用不同档次的计算机，扩展接口电路，集中采集变电站的各种模拟量和开关量，集中进行计算与处理，分别完成微机监控、微机保护、备自投切换等功能。由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通信等功能。这种结构模式结构紧凑、体积小、可大大减少占地面积，同时造价相对较低。但是它的最大缺点是每台微机装置的功能非常集中，如果一台计算机出故障，影响面大；集中式结构软件复杂，修改工作量大，系统调试麻烦；另外组态不灵活，需要根据现场实际进行设计制造，生产成本大不利于推广和维护。考虑到上述缺点，这种结构模式近年来在电力系统和用户中已经很少用到，新建台站也不再使用。

（2）分散式与集中组屏相结合的结构模型。随着单片机技术和通信技术的发展，特别是现场总线和局域网技术的应用，有条件解决全微机化的变电站二次系统的优化设计问题，目前常用的措施是按每个电网元件，如一条出线、一台变压器、一组电容器等为对象，集保护、测量、控制为一体，设计在同一控制屏内。而对于35kV以下配电线路，将一体化的微机测控保护装置分散安装在各个开关柜中，然后又监控主机通过光纤或通信电缆网络，对它们进行管理和交换。这就是分散式与集中组屏相结合的结构。

这种结构将35kV以下线路保护采用分散式结构，就地安装，节约控制电缆，通过现场总线与保护管理机交换信息。高电压等级线路和变压器保护采用集中组屏结构，保护屏安装在控制室中，是这些重要的保护装置处于比较好的工作环境，避免电磁干扰，对可靠性较为有利。

这种分散与集中组屏结合的结构目前在电网中高电压等级变电站中普遍使用，考率到广播发射台站变电站设备区环境的电磁干扰，部分台站的站用变在高压开关柜内安装，或者高压开关柜与配电变压器在同一配电室内，造成环境温度较高，不利于微机保护装置中电子器件的长期工作，也可以考虑将这些设备的保护测控装置集中组屏安装于较好环境中，保障系统可靠运行。

（3）完全分散式。完全分散式自动化系统结构是指以变压器、断路器、母线等一次主设备为安装单位，将微机保护装置、非电量保护装置、智能仪表灯单元就地分散安装在开关柜的二次柜门上，由通讯服务器通过现场总线与这些分散的智能单元进行通讯，控制单元通过网络与监控主机联系。

这种结构模式目前在无线局许多台站都正在使用，结合实际维护经验，这种结构模式具十分突出的优点，如显著减少了变电站主控室设备。因为二次设备与一次设备就近安装，节省了大量连接电缆。减少了现场施工和调试工程量，由于安装在开关柜的微机保护装置在开关柜出厂前已由生产厂家安装和调试好，现场需敷设的电缆数量大大减少，因此可显著缩短现场施工的工期和现场调试的时间。完全分散式结构可靠性高，组态灵活，检修方便。

完全分散式结构虽然具有许多优点，但是也要考虑环境因素的影响，尽量不要在高温和强电磁环境下采用这种结构。

2.2 广播发射台变电站自动化系统的网络设计方案

通过IEC61850标准的研究和分析，对间隔层网络结构的分析比较，结合广播电台变电站自动化系统的技术需求，对变电站自动化系统的网络结构进行设计。设计网络结构时，既要考虑所有信息传输的快速性即需简化网络，又要考虑信息传输的可靠性即需适当增加网络的冗余度。通过分析对比上述变电站自动化网络结构，经过对厂家的微机保护装置的分析和设计后，结合广播发射台实际确定出适合广播发射台变电站自动化系统的网络结构设计出一种新的网络结构模式――采用独立双网的分布式变电站自动化系统网络。

具体设计方案如图2所示，我们在站控层设计由两台操作员站（操作员1和操作员2），1台微机防误工作站，1个GPS天文时钟，1台打印机2个，2个光纤交换机（站控层光纤交换机A和站控层光纤交换机2），及数据网线构成一个双以太网络，通讯协议为TCP/IP协议。间隔层由各种微机保护测控装置，4台交换机（间隔层光纤交换机A和间隔层交换机B连接35kV室微机保护装置，间隔层光纤交换机C和间隔层交换机D连接10kV室微机保护装置），3台串口服务器（连接智能仪表及其他以RS232/485/422通讯的智能设备），由以上设备和传输介质组成双光纤以太网，通讯协议为CANBUS协议。

2.3 站控层网络结构设计思路

站控层网络采用屏蔽双绞线网络运用TCP/IP传输协议，数据传输速率9600bps，采用两台优肯UKG2402GC光纤交换机（该交换机提供8个10/100M/1000M RJ45电口和24个SFP光口）采用集连或非集连星型连接方式，直接接入双以太网。使用UKG2402GC光纤交换机的8个RJ45电口，采用TCP/IP协议将所有站控层设备连接成独立的双以太网络，使双网络形成冗余备份，加快数据传输速度和系统运行可靠性。没有选择光纤以太网的原因是，站控层设备都在一个相对集中的地方，例如控制室、值班大厅等，传输距离并不远，受到干扰的可能性不大；另外考虑到光纤以太网的投资会比较大，维护没有屏蔽双绞线方便。使用UKG2402GC光纤交换机的24个SFP光口连接间隔层光纤交换机。

2.4 间隔层网络结构设计思路

间隔层微机保护装置全部采用完全分散式安装方式，将微机保护装置就地安装在相应开关设备上。网络采用双光纤以太网络是为了提高系统的安全性和可靠性，以保证变电站的运行安全，双光纤以太网络是运用CANBUS传输协议，数据传输速率2Mbps，分配节点IP地址理论上没有限制，实际上企业变电站信息层设备、间隔层设备和控制层设备总量一般都不会超出60个节点IP地址，而控制层的工作站应用程序基本分配节点IP地址个数为225个，根据各发射台需要还可以加以扩展。间隔层的全部设备采用两台优肯UKG2402GC光纤交换机（该交换机提供8个10/100M/1000M RJ45电口和24个SFP光口）采用集连或非集连星型连接方式，直接接入双以太网。使用UKG2402GC光纤交换机的24个SFP光口，将所有间隔层的微机保护装置、串口服务器等设备连接成独立的双光纤以太网络，使双网络形成冗余备份，加快数据传输速度和系统运行可靠性。间隔层光纤网络全部选用100base-fx单模光纤，传输距离可达10-20千米，可以满足有多个配电室的且相距较远的台站，不需要在单独配置光收发器，减少设备数量，简化网络，提高运行可靠性。

2.5 其它智能设备的接入

变电站内的其他第三方设备，如数字化智能仪表、直流屏、微机五防系统、小电流接地选线装置、消谐装置、电度表等，大多都提供RS232接口或RS 485串口通讯方式，因此选择Moxa CN2600系列网络冗余型16口RS-232/422/485串口服务器将第三方设备接直接接入系统的以太网络，具体方案是将Moxa CN2600串口服务器接入优肯UKG2402GC光纤交换机的RJ45电口，对于不同厂商提供的外部相关设备来说，这种方案给予第三方设备接入系统带来很大的方便，同时第三方设备的运行情况的好坏，还不会影响到整个系统的安全稳定性。CN2600系列还支持双以太网，我们设计将Moxa CN2600串口服务器的两个独立网口分别接入以太网交换机A或B（优肯UKG2402GC光纤交换机的RJ45电口），充分利用以太网络的灵活性，提高系统运行可靠性。

3 结语

独立双网分布式变电站自动化系统网络结构的设计方案具有可靠性高、运行稳定、抗干扰能力强等特点，对于保障广播发射台的高质量电力供应，降低维护人员工作量，提供了很大帮助，对类似的同样对电源质量要求极高的无线传输台站有一定的借鉴意义。

参考文献

篇（6）

Abstract: With the social progress and raising the level of economic development, the construction of national circuit network has made considerable progress. Electric power engineering structure design is complicated and heavy responsibility. Therefore we shall attach great importance to structure design. This paper introduces the common problems and the transformer substation in structural design of civil engineering structure design scheme.

Keywords: common problem; structure of substation; structure; design; solution treatment; optimization

中图分类号：TU318文献标识码：A 文章编号：

电力工程结构设计直接影响和决定电力工程质量安全。结构设计要高度重视电力工程结构设计方面常见问题，工作中严格遵照电力工程设计规范、标准，以科学严谨的态度对待，保证电力工程质量，确保供电安全。变电站施工工程在工程建设全过程中所占时间相对较长。

1结构设计中的楼层平面刚度问题

有些电力工程结构设计，在结构布置缺乏必要措施或缺乏基本的结构观念情况下，采用楼板变形的计算程序。尽管计算机程序的编程在数学力学模型上是成立的甚至是准确无误的，但在确定楼板变形程度上却很难做到准确。因此，这样的建筑结构设计定会存在着结构某些构件或部位安全储备过大或者结构不安全成分等现象。设计时应尽可能将楼层设计成刚性楼面，以使计算机程序的计算结果基本上反映结构的真实受力状况而不至于出现根本性的误差。当然，要实现这一点，首先应在建筑设计甚至方案阶段就避免采用楼面有变形的平面比如凹槽缺口太深、块体之间成“缩颈”连接、外伸翼块太长、楼层大开洞等。

2结构缝设置以及缝宽度问题

温度的变化对建筑结构有着不利影响，因此，电力工程物尤其是超长电力工程物设置合理的伸缩缝是十分有必要的。但是部分结构设计人员不使用伸缩缝减少温度影响而使用后浇带代替，这种做法存在一定的问题。因为后浇带不能解决温度变化的影响，仅能减少混凝土材料干缩的影响。在后浇带处的混凝土封闭后，若结构再受温度变化的影响，后浇带就不能再起任何作用了。一些超长建筑结构不便或不能设置温度伸缩缝时，应采取其他构造加强措施，不能只留设施工后浇带，例如：采用预应力混凝土结构、对受温度变化影响较大的部位适当配置间距较密、直径较小的温度筋、加强顶层屋面的保温隔热措施等。

3变电站的前期规划

3．1总图布置

变电站的总图布置应充分考虑远近结合，在满足工程规范、规程和工艺流程的前提下压缩建筑物间距，做到用地规整，布局紧凑合理，使得围墙内用地和站址总用地面积尽可能保证最小，在满足使用功能条件下，建筑物尽量合并为一栋综合楼，减少占地面积，顺带减少相应附属的围墙、场地平整等费用。

3．2站址选择

站址选择应结合国土部门和规划部门各方面的要求，选择能直接利用水源和市政设施、拆迁量少、道路连接短、地形平坦的地区，避开断层、滑坡、山区风口或高差较大的地形。尽量不拆迁房屋或搬迁线路或坟墓。特殊情况下采用旋转、平移、总平面局部切角等方式降低工程总体造价，减少赔偿费用。选择站址时也要注意多方案比较选择，确保最终方案的合理性。

3．3地基处理

在前期规划阶段，地下情况是必须要充分了解的，地下是否有文物古迹、主要管道、地下文物、防空洞，地基是否处于矿区采空区、区域性断裂带、滑坡地区等，都是要提前了解的，如果做不到提前了解的话可能会造成不必要的搬迁和基地处理费用。

4具体设计

4．1总平面布置

主要优化道路接口、给排水接口、道路接口、消防和安全距离等方面。根据规范、规程合理布置已确定规模的各建筑物，尽可能合并共用设施，向空中发展，使平面布置更紧凑、道路占地面积减少，达到节约用地的目的。户内可采取两个出线间隔公用一跨、将电容器室、配电室和主控室合为一体的方式，缩小整体面积。

4．2结构设计

在变电站设计时应以建立新型的结构体系为目标，这一新型的结构体系包括预制装配结构体系和钢结构体系。在保证结构有足够的耐久性、稳定性和强度的前提下，优先选用构建简单、结构明确的结构体系。用工厂化、通用化、标准化规范建筑构件的选择，将全寿命周期成本概念引入结构设计中，充分论证建筑和结构关系，最后对设计方案进行论证和比选，进行多专业可行性研究，确定最优方案。

4．3建筑设计

在变电站建设中，变电站内建筑物也是十分重要的一环，因此，在满足生产要求前提下，变电站内的建筑物要合理布置房间，减少不必要的附属面积，采用工业建筑标准统一模式建设。同时，要做好建筑的节水，节地，节能，和节材工作。采用框架结构，降低单位建筑面积造价，形成相对较大的空间，节约占地面积和造价，便于电气设备布置。同时还要注意尽量不设屋外水消防，尽力控制建筑物体积。

4．4地基与基础设计处理

变电站基础设计是施工设计优化的重点，建筑物基础选型时，必须因地制宜，结合地质情况，充分利用天然地基。同时要熟读地质资料，务求优化基础。尽量利用天然地基，基础满足设备安装运行要求.同时，尽量浅埋。有些地方必须要用桩做基础，这种情况下要根据地质资料选择合适的桩形。

5结构荷载取值

5.1屋面可变荷载的取值和分布

并非在屋面全跨布置可变荷载产生的内力一定最大，往往在半跨布置可变荷载时结构可能更为不利。因此对于屋架和拱壳屋面除了全跨布置可变荷载时做出计算外，还应考虑半跨布置可变荷载，并做出相应的计算，然后按最不利的情况进行设计。对屋面可变荷载的取值应十分谨慎，特别是对于屋架和拱壳屋面，因为这类屋面荷载的分布对结构的内力很敏感。例如积雪荷载应按全跨均匀分布、不均匀分布，半跨均匀分布的几种情况进行设计，这样才能保证屋面结构的安全。

5.2基础设计时的荷载取值

在建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)中做出了以下规定：计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的永久值组合，不应计入风荷载和地震作用。计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，分项系数均为1.0。按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。

6在变电站设计方案完成后的工作

6.1做好施工图技术交底工作

在变电站设计方案完成后，要进行施工图技术交底工作，这项工作的主要目的是使参与工程建设的各方了解工程设计的主导思想、对主要建筑设备和材料的要求、所采用的新技术、新工艺、新材料、新设备的要求以及施工中应特别注意的事项。这样做既能保证工程质量，也能减少图纸中的差错、遗漏、矛盾和讹误。消除施工隐患，使设计更符合要求，避免返工造成的人力、财力、物力各方面的浪费。

6.2制定好设计变更管理制度

为了完善工程设计、保证设计和施工质量、纠正设计错误以符合施工现场条件，设计变更成为了必不可少的设计修改程序，设计变更制度在施工过程中的作用非常重要，它不仅影响着工程的进度、节奏和程度，也对造价控制有着深远的意义，它直接影响着施工的费用。因此，在对设计方案进行变更时要进行严密的方案论证，尽量控制设计变更的数量、幅度和费用。在这个过程中，制定好设计变更管理制度就显得非常重要。

6.3做好工程验收工作

设计方在设计好方案之后还需要到场验收施工方工作。例如到场验收确保施工开挖达到设计要求的地基土层或地质条件好的部位，如果出现个别设计地基与实际不符时，应根据现场实际情况改变技术方案，满足施工要求。这样一来，设计方和施工方形成了良好的互动，可以保证变电站建设更好地完成。

7.结束语

变电站在土建结构设计的方案处理，从前期规划、过程设计以及后期处理三个方面对其进行详细分析，为我国遍电话土建结构设计提供了一定的借鉴。结构设计规范是国内结构设计的法规，是建筑结构做到技术先进、安全适用、经济合理的指导文件。为了更好的遵循这一法规，对结构设计规范应该熟悉，更应该正确理解，保证土建结构设计质量。

参考文献

篇（7）

关键词：变电站；建筑结构；钢结构；节点；设计

Key words: substation；building structure；steel；node；design

中图分类号：TM63文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）08-0046-02

0引言

在变电站建筑中，其结构主要是主控楼、配电楼等和构支架，在我国大部分地区的构支架已逐渐采用钢管杆代替了水泥杆，而砖混结构的变电站建筑也已由钢筋混凝土框架结构所代替，这些都大大提高了变电站的安全性。目前，我国在变电站框架结构设计中已基本实现了标准化。为此，本文作者主要就变电站建筑结构设计及钢结构节点进行了探讨。

1变电站框架结构设计内容

1．1 基础设计在柱下扩展基础宽度较宽（大于4m）或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素，适当加宽基础。

混凝土基础下应做垫层，当有防水层时，应考虑防水层厚度。当建筑地段较好，基础埋深大于3m时，建议甲方做地下室。地下室底板，当地基承载力满足设计要求时，可不再外伸以利于防水。每隔30m~40m设一后浇带，并注明两个月后用微膨胀混凝土浇筑。设置地下室可降低地基的附加应力，提高地基的承载力（尤其是在周围有建筑时有用），减少地震作用对上部结构的影响。不应设局部地下室，且地下室应有相同的埋深。可在筏板区格中间挖空垫聚苯来调整高低层的不均匀沉降。当地下室外墙为混凝土时，相应的楼层处梁和基础梁可取消。抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设缝，连接处应加强，但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础，其基础间的净距应不小于基础间高差的1.5倍~2倍，否则应打抗滑移桩，防止原有建筑的破坏。底层内隔墙一般不用做基础，可将地面的混凝土垫层局部加厚。基础底板混凝土不宜大于C30，否则容易出现裂缝。

1．2 结构平面设计现浇板的配筋（板上、下钢筋，板厚尺寸），尽量用二级钢包括直径ф10（目前供货较少）的二级钢，直径不小于12的受力钢筋，除吊钩外，不得采用一级钢。钢筋宜大直径大间距，但间距不大于200，间距尽量用200。跨度小于2m的板上部钢筋不必断开，钢筋也可不画，仅说明钢筋为双向双排ф8@200。板上下钢筋间距宜相等，直径可不同，但钢筋直径类型也不宜过多。顶层采用现浇楼板，以利防水，并加强结构的整体性及方便装饰性挑沿的稳定。现在框架填充墙一般为轻质隔墙，过梁一般不采用预制混凝土过梁，而是现浇梁带。应注明采用的轻质隔墙的做法及图集，当过梁与柱或构造柱相接时，柱应甩筋，过梁现浇。

1．3 楼梯的设计楼梯梯段板计算方法：当休息平台板厚为80~100，梯段板厚100~130，梯段板跨度小于4m时，应采用1/10的计算系数，并上下配筋相同；当休息平台板厚为80~100，梯段板厚160~200，梯段板跨度约6m左右时，应采用1/8的计算系数，板上配筋可取跨中的1/3~1/4，并且不得过大。以上两种计算方法是偏于保守的。任何时候休息平台与梯段板平行方向的上筋均应拉通，并应与梯段板的配筋相应。梯段板板厚一般取1/25~1/30跨度。

注意：当板式楼梯跨度大于5m时，挠度不容易满足，应注明加大反拱或增大配筋。当休息平台板为悬挑板时，其内部的楼梯梯段板负筋应大于休息平台板的板上筋，长度也应大于平台板筋。楼层处休息平台板的配筋应与楼层板统一考虑配筋，主要是板的负筋。

1．4 梁的设计梁的上面有次梁的地方应附加箍筋和吊筋，并应首先使用附加箍筋。不能将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，就应当考虑由于次梁所引起的主梁抗扭，或者增加抗扭箍筋和纵筋。如果采用现浇板，抗扭问题不严重。理论上梁纵筋应遵循小直径和小间距的原则，这对抗裂有利，但钢筋的间距应满足要求，并且要与梁断面互相适应。挑梁应做成等截面。梁从构造上要避免冲切破坏以及斜截面的受弯破坏等。

1．5 柱的设计柱应采用高强度混凝土来应对轴压比的制约，应减小断面尺寸。应避免柱过短，短柱的箍筋应采取全高加密，短柱的纵筋不应过大。由于竖向地震的影响，对柱的轴压比和配筋应多一些考虑。独立柱的上面或中部有挑梁时，应限制挑梁的长度。绘制施工图时，较大直径的钢筋的连接方式应采用机械连接，而不应采用焊接，两者的造价相差不大，但机械连接更加可靠并且检查方便。

2钢结构构架设计

为了节省投资，一般变电站均采用架空出线，变电站内部导线均采用构架进行连接、跳线，因而构架也是常规变电站必不可少的一部分。目前在南方地区，由于经济较发达，且对变电站的使用要求较高，普遍采用钢管杆构支架，梁采用格构式或钢管梁，使整个变电站更加美观和实用。

2.1 采用空间分析程序计算内力随着科技的进步，出现了不少可以计算和分析内力的软件。例如美国REI公司开发的STADD/CHINA2000空间结构分析和设计程序，利用该程序对构架柱进行内力计算和分析，能够更加接近构架的实际受力情况，有利于缩短设计周期。也可采用东北电力设计院编制的构架计算软件（SST）进行简单的计算，根据计算结果分析杆件内力。

2.2 结构节点设计

2．2．1 钢管柱的连接方式钢管柱的长度受到加工、运输以及热镀锌的影响，一次成型比较困难，所以，要首先分段加工，然后利用剖口对焊进行连接或利用法兰进行连接。钢管利用剖口对焊进行连接，不仅外形美观，还能节省钢材，缺点是焊接需在现场操作，焊缝外还要现场喷锌，质量没有保障，焊缝处钢管内侧的防腐能力比较差。法兰连接所有的焊接工作以及热镀锌可以在工厂完成，只需要进行现场组装。由于不需现场焊缝，钢管的防腐能力很强，安装工作比较方便，可以节省工期，但缺点是耗材大，而且为了使法兰连接的接触面比较平整，对加工精度的要求很高。目前，法兰连接应用较为普遍，有刚性法兰和柔性法兰两种形式。

2．2．2 人字柱的柱头利用钢板焊接人字柱的柱头的受力情况非常复杂，它需要传递很大的轴力、剪力以及弯距。为了减小人字柱的位移，柱头连接必须保证有充足的刚度，并且应设法减少柱头连接的偏心。综合考虑，人字柱柱头应将两杆连接为整体，利用钢板进行焊接，剪力板、柱头处的顶板以及加劲板的厚度应满足规范的要求。两根人字柱中心线之间的距离一般为100mm，可基本满足固结假定要求。

2．2．3 人字柱与横撑构件采用刚性连接的方式当变电构架柱承受水平力时，破坏形式是受压柱的失稳性破坏，这时受拉杆会经过横撑而对受压杆发生约束作用。为了增强这个约束作用，柱与横撑的连接应为刚性连接，而且横撑应具有一定刚度，故横撑使用钢管材料。为了便于热镀锌和安装，横撑钢管分为两部分，分别与相应的人字柱经过剖口进行对焊刚性连接，然后再由横撑中间的法兰盘刚性连接，以实现横撑构件与人字柱的刚性连接。

2．2．4 人字柱与基础采用杯口插入形式连接基础与钢管柱的连接适合采用杯口插入形式。钢管插入到杯口的深度是由抗拔决定的，其计算公式为：H=N/（3.14D×FCV）（1）

式中:H为钢管插到杯口的深度；N为受拉杆的轴力设计值；D为受拉杆的外直径；FCV为抗粘剪的强度，如果二次灌浆细石混凝土的强度为C20，则：FCV=0.5MPa。

如果受拉的钢管插入杯口的部分焊有多于或者等于两道钢箍，剪切面可控杯口壁计算，插入杯口的深度根据（2）式进行计算：

H=N/∑SC×FCV（2）

式中:∑SC杯口内壁的平均周长。

插入杯口的深度不仅要满足计算的要求，还必须满足：H≥1.5D。此外，为了确保柱脚处局部稳定，在构架安装完成后，钢管的柱脚处应灌注C30细石混凝土。一般设备支架插入杯口的深度H≮1.0D，构架H≮1.5D。

3结语

总而言之，在变电站结构设计时，要考虑的因素很多，包括建筑结构的荷载、混凝土的结构设计、抗震性等，同时还应当考虑地方性的建筑规范。所以，要综合考虑各种因素，以设计出经济合理的结构体系。

参考文献:

篇（8）

Abstract : with the social progress and raising the level of economic development, the construction of national circuit network has made considerable progress. Among them, the transformer substation construction has aroused extensive attention, how to design more safety and science becomes suspends in front of civil structural designer subject. In this paper, the substation in the design of civil engineering structures for treatment are discussed, in order to seek a better way of treatment.

Keywords: substation; structure; design; solution treatment; optimization

[中图分类号] TU271.103[文献标识码]A[文章编号]

随着国家电网的发展，关于变电站在土建结构设计中的方案处理方式方法也得到了诸多关注和讨论，为了更好的发挥变电站的作用，我们需考虑其安全性、可行性、经济性和实用性等方方面面的问题，因而在土建结构中，变电站的设计方案至关重要。下文将通过前期规划、具体设计、后期处理三个方面探讨变电站在土建结构设计的方案处理。

1．前期规划

1．1 总图布置

变电站的总图布置应充分考虑远近结合，在满足工程规范、规程和工艺流程的前提下压缩建筑物间距，做到用地规整，布局紧凑合理，使得围墙内用地和站址总用地面积尽可能保证最小，在满足使用功能条件下，建筑物尽量合并为一栋综合楼，减少占地面积，顺带减少相应附属的围墙、场地平整等费用。

1.2站址选择

站址选择应结合国土部门和规划部门各方面的要求，选择能直接利用水源和市政设施、拆迁量少、道路连接短、地形平坦的地区，避开断层、滑坡、山区风口或高差较大的地形。尽量不拆迁房屋或搬迁线路或坟墓。特殊情况下采用旋转、平移、总平面局部切角等方式降低工程总体造价，减少赔偿费用。选择站址时也要注意多方案比较选择，确保最终方案的合理性。

1．3 地基处理

在前期规划阶段，地下情况是必须要充分了解的，地下是否有文物古迹、主要管道、地下文物、防空洞，地基是否处于矿区采空区、区域性断裂带、滑坡地区等，都是要提前了解的，如果做不到提前了解的话可能会造成不必要的搬迁和基地处理费用。

2.具体设计

2．1总平面布置

主要优化道路接口、给排水接口、道路接口、消防和安全距离等方面。根据规范、规程合理布置已确定规模的各建筑物，尽可能合并共用设施，向空中发展，使平面布置更紧凑、道路占地面积减少，达到节约用地的目的。户内可采取两个出线间隔公用一跨、将电容器室、配电室和主控室合为一体的方式，缩小整体面积。

2．2结构设计

在变电站设计时应以建立新型的结构体系为目标，这一新型的结构体系包括预制装配结构体系和钢结构体系。在保证结构有足够的耐久性、稳定性和强度的前提下，优先选用构建简单、结构明确的结构体系。用工厂化、通用化、标准化规范建筑构件的选择，将全寿命周期成本概念引入结构设计中，充分论证建筑和结构关系，最后对设计方案进行论证和比选，进行多专业可行性研究，确定最优方案。

2．3建筑设计

在变电站建设中，变电站内建筑物也是十分重要的一环，因此，在满足生产要求前提下，变电站内的建筑物要合理布置房间，减少不必要的附属面积，采用工业建筑标准统一模式建设。同时，要做好建筑的节水，节地，节能，和节材工作。采用框架结构，降低单位建筑面积造价，形成相对较大的空间，节约占地面积和造价，便于电气设备布置。同时还要注意尽量不设屋外水消防，尽力控制建筑物体积。

2．4地基与基础设计处理

变电站基础设计是施工设计优化的重点，建筑物基础选型时，必须因地制宜，结合地质情况，充分利用天然地基。同时要熟读地质资料，务求优化基础。尽量利用天然地基，基础满足设备安装运行要求.同时，尽量浅埋。有些地方必须要用桩做基础，这种情况下要根据地质资料选择合适的桩形。

3.后期处理

3.1做好施工图技术交底工作

在变电站设计方案完成后，要进行施工图技术交底工作，这项工作的主要目的是使参与工程建设的各方了解工程设计的主导思想、对主要建筑设备和材料的要求、所采用的新技术、新工艺、新材料、新设备的要求以及施工中应特别注意的事项。这样做既能保证工程质量，也能减少图纸中的差错、遗漏、矛盾和讹误。消除施工隐患，使设计更符合要求，避免返工造成的人力、财力、物力各方面的浪费。

3.2制定好设计变更管理制度

为了完善工程设计、保证设计和施工质量、纠正设计错误以符合施工现场条件，设计变更成为了必不可少的设计修改程序，设计变更制度在施工过程中的作用非常重要，它不仅影响着工程的进度、节奏和程度，也对造价控制有着深远的意义，它直接影响着施工的费用。因此，在对设计方案进行变更时要进行严密的方案论证，尽量控制设计变更的数量、幅度和费用。在这个过程中，制定好设计变更管理制度就显得非常重要。

3.3做好工程验收工作

设计方在设计好方案之后还需要到场验收施工方工作。例如到场验收确保施工开挖达到设计要求的地基土层或地质条件好的部位，如果出现个别设计地基与实际不符时，应根据现场实际情况改变技术方案，满足施工要求。这样一来，设计方和施工方形成了良好的互动，可以保证变电站建设更好地完成。

4.结束语：

本文探讨了变电站在土建结构设计的方案处理，从前期规划、过程设计以及后期处理三个方面对其进行详细分析，为我国遍电话土建结构设计提供了一定的借鉴。

参考文献

篇（9）

中图分类号：TM63文献标识码： A

前言：土建的安全性与耐久性是变电站工程质量评价的重要指标，因此，相关设计与研究人员应当加强有关变电站土建结构安全性与耐久性的分析，综合考虑影响安全性与耐久性的多种环境因素，以不断提高土建结构的安全水准与耐久性。

1变电站土建设计中的安全性与耐久性

1.1变电站土建的安全性

变电站土建设计的安全性是指建筑结构防御破坏的性能，在房屋遭受外界自然灾害或其他影响过程时能够避免出现结构损坏或倒塌的性

能，其是评价变电站工程质量的重要指标之一。变电站结构使用方式、建筑施工水平、施工工艺、施工材料性能与质量、结构设计的合理性、工程的维护与监测等都会对变电站的安全性产生影响。变电站土建结构的安全性主要包括以下三方面的内容：（1）耐久安全性。耐久安全性主要是指建筑混凝土结构地域腐蚀、自然灾害、时间等的性能。由于混凝土钢筋腐蚀或裂缝引起的混凝土安全事故，其危害程度要远远大于因结构构件承载不足而引起的安全事故。（2）整体牢固性。整体牢固性是指变电站在保证安全度的基础上抗灾害、防倒塌的性能。具有结构整体牢固性的建筑结构应当具有高强的延性与充足的冗余度，在遭遇自然灾害的过程中能够避免倒塌、减少损坏。（3）构件承载安全性。构件承载安全性是指变电站土建中使用的各项构件在正常工作中的最大承载性能。荷载分项系数、

构件承载性能大小、材料强度系数等是评价构件承载安全性的重要指标。目前国内规定的变电站楼板需要达到200kg每平方米的荷载性能。通常变电站的荷载分项系数增加，其结构的安全系数也会相应增大。

1.2耐久性

变电站土建结构的耐久性指的是工程的持久使用所能达到的水平，其对土建结构是否稳定产生一定的影响，同时也关系着建筑结构所使用的材料。变电站土建结构是否可以持久使用是由材料的耐用性和结构的稳定性所决定的，所以，让变电站的土建结构保持耐久性是至关重要的，也就是说我们要尽可能的对变电站土建结构的使用年限进行延长。

2对土建结构的安全性与耐久性造成影响的因素

2.1混凝土结构和质量因素

在对变电站土建结构进行设计时，混凝土是最主要的使用材料，所以，混凝土本身的构成结构和质量直接影响了土建结构的安全性与耐久性。首先是混凝土本身的构成结构，对于混凝土来说，不仅采购要达标，在投入使用后，还要使水灰比、外加剂保持合理性，若对混凝土中的水灰比和外加剂进行调配时出现不足或者过度的情况，都会对混凝土结构的稳定性造成影响。

2.2 外界环境因素

对变电站的土建结构进行设计时，若想要保证其的耐久性，我们就要以环境类别为中心来进行设计，通常设计人员在设计土建结构时都忽略了对处于不利环境的土建结构进行有效的防护，

2.3 结构检测因素

想要了解变电站土建结构的安全性与耐久性，就要定期的对其进行结构检测，但是，我国在对变电站的土建结构进行设计时，却忽视了检测对于土建结构的重要性，在进行设计的过程中并没有对结构检测做出相应的规定，亦或是结构的使用和结构检测的频率没有相关性，从而造成无法及时的检测出变电站中存在的不合格的土建结构，进一步的可能会导致发生严重的事故。

3. 提高变电站土建结构安全性与耐久性的具体措施

3.1施工设计

在变电站土建施工设计时，应当根据现行规程与规范确定整体设计发难，然后再根据实际工程要求做局部调整。

3.1.1结构设置。

变电站的结构设置应当与周围环境相适应，在符合使用功能与立面标准的条件下尽可能减少多余附属建筑面积，并按照变电站的工作要求对跨度压缩层高进行降低；在室外配电装置设计中应当尽可能使用成型预制钢筋混凝土环形杆；在保证结构强度的条件下，尽可能运用砖混结构，减少钢筋混凝土结构的使用。

3.1.2边坡与挡土墙。对于填方区挡土墙应当在分析地基承载力的基础上对断面形式与挡土墙材料进行确定，在地基承载力不高的区域应当扩大基础面并缩小基础埋置身度；在顺坡地质条件下可以采用挡土墙与护坡相配合的方式；在边坡与挡土墙设计红只能怪应当计算场地平整高程，并恰当利用地质地形数据资料；对于高程在8m以上的工程应当使用扶壁式挡土墙和天然地基。

3.2结构设计

在结构设计中应当考虑以下内容：应当使用恰当的构造系统和构造钢筋，使用对结构耐久性有利的最佳配筋率，对不恰当的约束因素要采取技术措施进行消除，并恰当设置后浇带与变形缝；制定结构设计的基本安全标准，并考虑工程失效的风险后果、资源供给等；在结构体系的设计中应当加强理论计算与试验结果分析，确保承载能够有效传递；在受力骨架的配置中，应当做好相应的刚度与强度计算和裂缝宽度及抗裂性能验算，以防止由于裂缝宽度过高或结构开裂造成钢筋腐蚀；对于变电站使用中的安全性，应当做好定期的维护修理与检测，并在设计说明中

注明最低使用寿命要求；[3]在竖向及平面调整中应当确定最佳标高，以保证最小的场平工程量；在变电站钢架结构中应当尽可能使用耐候钢，以提高钢材的耐腐蚀性能；在安全系数设计中，应当按照工程实际要求考虑电气设备、风压、温度、雪压、结构自重的条件下的荷载，确保框架结构能够实现荷载的有效传递。

3.3综合地对外部的影响因素进行考量

设计人员不仅需要按照国家的相关标准来对环境影响因素进行执行，更重要的是要对使用混凝土过程中的规范性进行提高，而支撑变电站土建结构的耐久性的基础正是混凝土规范性的提高。列举一个耐久性是 100 年的环境土建结构的例子，其在各个方面对混凝土的要求都是极为严苛的，例如，在对土建结构进行设计时，最低的钢筋混凝土的强度等级不能低于 C30；最低的混凝土结构预应力的强度等级不能低于 C40；含有的氯离子的数量不能高出 0.05%；在混凝土中建议选择非碱性的骨料，而且骨料中含碱的数量不能超过 3.0 kg每立方米，这样才可以使土建结构具有更强的耐久性；在对混凝土进行保护层的建设时，必须要对保护层采取有效的保护措施，必要的时候可以适当的对保护层的厚度进行降低，除此之外，还可以着重的对土建结构的耐久性进行设计，从而可以使其更好的适应外部环境的变化。

3.4对施工过程中的混凝土进行考量

在对变电站土建结构进行设计时，应当根据工程建设的实际情况以及实际需求来对混凝土进行选择，按照设计土建结构时需要遵循的安全标准来对在市场上已经达标的混凝土进行采购，同时，在配置混凝土时，要严格的根据设计土建结构时所需要的参数和数据，例如，对混凝土结构的预应力进行设计时，必须要按照实际设计的土建结构来采用一些相关的保护措施，同时，还要按照相关标准对混凝土抗腐蚀、抗渗的能力进行检测，主要是要对混凝土的硬度、配置比、参数以及性能等物理特性进行检测，只有检测合格后才可以将其投入使用。

结束语：对变电站的土建结构进行设计的过程是复杂而又系统的，而且需要设计人员具备丰富的专业知识以及极高的水平，所以，在对变电站的土建结构进行设计时，安全性与耐久性就成为了两个关键的因素。文章对变电站土建设计中的结构安全性与耐久性进行了分析总结，希望对相关行业可以起到一定的帮助作用；

参考文献：

[1]邹海江，贾宝书.蒸压加气混凝土砌块复合保温外墙性能与构造[J].建筑技术.2010，05（35）：57~58.

篇（10）

文章以海城某新建小区一座户外式400KV・A（12KV）白钢双变压器箱式变电站（以下简称白钢双变）为例，论述白钢双变的结构设计及制作工艺。

关键词：结构设计、制作工艺、材料选择、使用条件

中图分类号： TU2 文献标识码： A

引言

通常箱变多以欧式箱变为主，其内部由高压室、变压器室、低压室组成。按“目字型”或“品字型”布置。“目字型”与“品字型”布置相比，“目字型”接线较为方便，故大都采用“目字型”布置。如图1所示。

而以下要论述的白钢箱双变，由于是两个变压器，所以布局比较特殊，箱变的体积也较单变大，所以制作工艺也较以往的欧式箱变复杂。白钢双变布局如图2所示。

一、为什么要先择白钢板制作双变外壳？

一般欧式箱变的壳体多采用双面保温板、单面保温板或金属雕花板，框架采用标准型材方管、角钢、槽钢等制作。虽然防潮隔热的性能很好，但强度不够，在吊装、运输过程中经常出现壳体变形的情况。

由于双变的体积较大，重量也较重，若采用保温板或金属雕花板制作双变外壳，则壳体的变形程度会更大，为了必免壳体严重变形而产生的各样事故，在客户的要求下，选用刚度强度、耐腐蚀性更好的白钢板制作（代号304，一铬十八镍九钛）制作双变外壳。

在选择白钢板的时候要注意，白钢板也有很多种，比如有一种代号为201的白钢板，外观与304白钢板类似，但耐腐蚀性差，焊口处易生锈；还有一种叫敷铝锌板，它具有耐腐蚀性，但强度不够。所以，综合考虑304白钢是制作白钢双变的最好选择，但是价格高，制作工艺复杂。

二、400KV・A（12KV）白钢双变压器箱式变电站的大体结构

400KV・A（12KV）白钢双变压器箱式变电站的大体结构，如图3所示

（1）底座 （2）立柱 （3）上门坎 （4）上梁 （5）下门坎 （6）上盖 （7）、（8）、（9）低压室门 （10）死门 （11）低压室左检修门 （12）箱变防盗盒锁 （13）铭牌 （14）考核表箱 （15）高压室检修门 （16）变压器室1门 （17）变压器室2门 （18）轴流风机散热窗 （19）低压室右检修门 （20）高压室门 （21）门铰链

（22）上盖防雨槽 （23）低压室隔板 （24）高压室隔板 （25）变压器室隔板

注：在两个变压器室门口分别焊有一套围栏。

三、白钢双变各部分的结构设计与制作工艺

1、底座

底座又称底拍，是整个箱变的基础，所以，底排一定要结实、牢固。一般普通箱变底排是用140槽钢和50角钢制作，按高压柜、变压器、低压柜下底安装孔的位置，按一定的顺序焊接而成。

而这台双变由于箱变内需要放置两台变压器，低压柜也要比以往单变要多，所以壳体的体积较大，底拍所承受的重量也比单变要重，所以，这台双变的底拍槽钢采用160槽和50角钢制作，来增加底拍的强度。按引言中图2的双变布局，底拍焊接图如下图4所示。

待底拍焊接完成后，要喷防锈漆，以免生锈。

2、立柱

立柱是整个双变的支柱，整个双变的重量几乎都由立柱来支撑，故立柱必须有足够的强度，否则在上房盖和门板的时候会被压弯或变形，在安装门板时就会有露缝出现，所以为了增加立柱的强度，立柱的板材要用δ2.0mm白钢板制作，而且在立柱内加一层加强槽。如图5所示。

但要注意的是：立柱加强槽不能用方管，也必须用白钢板来制作。若采用方管做加强槽，则防锈的效果会大大降低。因为方管外壁可以喷防锈漆，但内壁却喷不到防锈漆，所以，方管的防锈效果不是很好，故不采用。

3、上门坎

它是起到一个加强防护等级的作用，它可以在立柱之后焊接，可用于测量立柱与立柱之间上沿的距离。

但在折弯时要注意折弯顺序，上门坎的折弯图与展开图如图6所示。

4、上梁

上梁是用于立柱与上盖之间的连接，由于双变过长，而白钢板最大尺寸是1.22*2.44（m），在制作上梁时需要拼接，在接缝处要加备板，防止上盖时焊开焊或弯曲变形。

5、下门坎

下门坎的艺与上门坎相同，但下门坎不是焊接在双变底拍 ，而是采用螺栓连接，

这是为了方便 变压器和高、低压柜进入箱变，但要注意的是，由于下门坎总高为70mm，不管是低压柜还是高压柜的门下沿跑地面要高于70mm，否则，当柜体开门的时候，下门沿会撞到箱变的下门坎而使门打不开。

6、上盖

上盖的制作方式比较特别，是先用型材焊接成房架形状，喷上防锈漆在用白钢板包起来，这是为了加固房架结构，以免上盖单薄坍塌。棚顶和房沿（雨达）要冲有散热孔，可让双变内有良好的散热效果。如图7所示。

7、低压室、高压室和变压器室门板制作

低压室、高压室和两个变压器室的门板上分别冲有通风孔，而且在门板上焊有加强筋加强门板的强度防止开门时门板发颤。除了加强筋外，在通风孔处还要加有筛网，虽然在门上开了通风孔可以有良好的散热性能，但同时也降低了箱变的防掮 等级。所以，为了保持在通风的情况下，要在通风孔处粘上筛网来提高箱变的防护等级。

特别说明一下，在两个变压器室的门板上分别安有两个轴流风机，这是因为变压器的散热量要远大于高压柜和低压柜，只靠自然散热是不够的。

8、死门

死门是一个看起来比较艺术、做起来比较繁琐的一个部分，这么做只是为了这台双变看起来不那么呆板，这部分是由几块板拼接而成，它的折弯图如图8所示。

图8死门展开图与折弯图

由于白钢板的焊接工艺一般若是不让焊点外露，所以在整个箱变的焊接过程中都是在箱变内部采用点焊，如果必须在外面焊接时也要在焊接过后经过上光处理，以免焊点生锈。

死门的这种折弯方式恰好可以让焊点隐藏在里面。

9、防盗盒锁、门铰链、考核表箱

图9

10、围栏

不论是哪种箱变，在变压器室的门口都要焊有围栏，这是为了防止工作人员在带电操作时误撞到一次线而发生触电危险。

四、双变的使用环境

1、要放置的地坪应选择较高处，不能放在低洼处，以免雨水灌入箱内影响设备运行，但最高不能超过1000m。

2、周围空气温度在+40。C～-25。C。

3、相对湿度：日均值≤95%，月均值≤90%（+25。C）。

4、风速≤35m/s。

5、无经常性剧烈振动，地震强度不超过8度。

6、安装倾斜度≤5。。

结束语

本课题主要是对12KV(400KV・A)白钢双变压器箱式变电站的壳体结构进行设计，系统地介绍了白钢双变的结构、特点、使用环境。

在这次设计里我积累了很多经验，在加工中难免会出现各样问题，而怎样解决这些问题，是我在这次设计中学到的最重要的知识。

我会继续地加以努力，积累更多的经验。

篇（11）

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）05-0166-02

1 概述

变电站是属于电力系统基建项目中最广泛存在的项目，在工程实践中，除出了电算模型有诸多方面需要注意，系数的选择、计算过程的调节等都对设计结果产生影响，此外，诸如地基基础的处理、构架支架的计算、矩形水池等特种结构非常见问题也是我们经常要面对的问题。

2 注浆技术

在电力工程施工建设过程中，经常会遇到水的威胁和不良地层的影响，致使工程事故、停滞而产生损失。对于此类地下工程水害和加固软弱地层，堵水、截流、维幕、岩土加固等诸多技术共同构成的注浆技术。注浆材料的研究主要是探索新的品种，熟悉并掌握其性能，以便更好地为生产建设服务，解决地下水害的问题。最早用于注浆的材料，是石灰和粘土。法国的朗格于1934年对尤斯登法加以改进。他将一种盐预先加入到水玻璃中，由于这两种浆液的反应需要一段时间，所以可将这两种浆液混合后，在凝胶之前采用单系统方式注入。其渗透能力和扩散半径远较尤斯登法为大。由于水玻璃材料来源丰富、价格便宜，所以，自问世以来就得到各国的重视，如德国、法国、英国、美国、前苏联、日本都先后进行了许多研究工作，并且大量用于注浆技术中，因而水玻璃化学注浆法也得到了不断的改进与完善，直到现在还广泛被用于矿井、隧道、大坝、桥墩等的注浆工程之中。据日本资料报道，在所有化学注浆材料中，水玻璃浆液最广泛使用。

3 电力构架

1）构架、设备支架等构筑物应根据变电站的电压等级、规模、施工及运行条件、制作水平、运输条件及当地的气候条件来选择合适的结构，其外形应做到相互协调，支架还应与上部设备相协调。

2）330 kV及以上构架柱宜采用格构式钢结构或A字柱钢管结构。220 kV及以下构架柱可采用水泥杆或A字柱钢管结构。梁宜用三角形或矩形断面的格构式钢梁。当A字柱平面外稳定不能满足要求时，应设置端撑。500 kV及以上构架梁内宜设置走道并与柱的爬梯相连接。

3）变电站的屋外构支架应采用热镀锌、喷锌或其他可靠防腐措施。

4）屋外构支架挠度不宜超过限值。

5）配电装置内的平台两端应设置扶梯，扶梯和走道栏杆的高度为1.1 m，走道板宜用热镀锌的花纹钢板。

6）构架及支架等构筑物，宜采用混凝土刚性基础或钢筋混凝土扩展基础。

7）构架、支架及其他构筑物的基础，当验算上拔或倾覆稳定时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，基础上拔或倾覆弯矩应小于或等于基础的抗拔力或抗倾覆弯矩除以限值表中的稳定系数。当基础处于稳定的地下水位以下时，应计算浮力的影响。

8）架构及设备支架的柱插入基础杯口的深度不应小于《220kV～750kV变电站设计技术规程》表7.4.8的规定值。根据吊装稳定需要，柱插入杯口深度还不应小于0.05倍柱身高度。但当施工采取打临时拉线等措施时可不受限制。

9）构架及支架的杯口，当杯壁厚度与杯壁高度之比（当基础为阶梯型且杯口深大于第一台阶高度时，取壁厚与第一阶壁高之比）大于或等于0.5（对构架）或0.4（对支架）时，允许杯壁内不配置钢筋。杯壁厚度及底板扣除杯口深度后的净厚度均不应小于150 mm。

10）空心管构、支架柱底内应采取可靠防止积水措施：管底埋管或灌混凝土，混凝土上部开泻水孔；柱脚在地面以下的部分应采取强度等级较低的混凝土包裹（保护层厚度不应小于50 mm）。并应使包裹的混凝土高出地面不小于150 mm；当柱脚地面在地面以上时，柱脚地面应高出地面不小于l00 mm。

11）电缆沟的侧壁宜采用砌体结构，在地质条件差、地基土不均匀的地段可局部采用钢筋混凝土或混凝土结构，混凝土盖板宜双面配筋。对于严寒地区，湿陷性黄土、膨胀土等地区，不宜采用砖砌电缆沟。砌体沟壁顶端处宜设置混凝土压顶梁。

4 矩形水池实例

4.1 设计资料

池顶活荷P1=4.5（kN/m2）；覆土厚度ht=200（mm）；池内水位Hw=3000（mm）；容许承载力R=90（kN/m2）。

水池长度H=12000（mm）；水池宽度B=8000（mm）；池壁高度h0=3000（mm）；底板外伸C1=500（mm）。

底板厚度h1=300（mm）；顶板厚度h2=200（mm）；垫层厚度h3=100（mm）；池壁厚度h4=250（mm）。

地基承载力设计值R=90（kPa）。

支柱数n1=2 ；支柱截面尺寸a1=300（mm）。

地下水位高于底板Hd=1500（mm）；抗浮安全系数Kf=1.10。

4.2 地基承载力验算

1）底板面积AR1=（H+2*h4+2*C1）*（B+2*h4+2*C1）

=（12+2*0.25+2*0.5）*（8+2*0.25+2*0.5）=128.2（m2）

2）顶板面积AR2=（H+2*h4）*（B+2*h4）

=（12+2*0.25）*（8+2*0.25）=106.2（m2）

3）支柱重量Fk1=25*a1*a1*H0*n1=25*0.3*0.3*3*2=13.5（kN）

4）池顶荷载Pg=P1+ht*18=4.5+0.2*18=8.1（kN/m2）

5）池壁重量CB=25*（H+2*h4+B）*2*H0*h4=25*（12+2*0.25+8）*2*3*0.25=768.7（kN）

6）底板重量DB1=25*AR1*h1=25*128.2*0.3=961.5（kN）

7）顶板重量DB2=25*AR2*h2=25*106.2*0.2=531（kN）

8）水池全重G=CB+DB1+DB2+Fk1=768.7+961.5+531+13.5=2274.7（kN）

9）单位面积水重Pwg=（H*B*Hw*10）/AR1=（12*8*3*10）/128.2=22.46（kN/m2）

10）单位面积垫层重Pd=23*h3=23*0.1=2.3（kN/m2）

11）地基反力R0=Pg+G/AR1+Pwg+Pd=8.1+2274.7/128.2+22.46+1.79=50（kN/m2）

R0=50（kN/m2）

4.3 水池整体抗浮验算

底板外伸部分回填土重Fkt=[（H+2 *h4+2*C1）+（B+2*h4）]*2*C1*H0*16=[（12+2*0.25+2*0.5）+（8+2*0.25）]*2*0.5*3*16=1056（kN）

抗浮全重Fk=G+ht*AR2*16+Fkt（抗浮时覆土容重取16 kN/m3）=2274.7+0.2*106.2*16+1056=3638（kN）

总浮力Fw=AR2*（Hd+h1）*10=106.2*（1.5+0.3）*10=1912（kN）

Fk=3638（kN）>Kf*Fw=2103.2（kN）整体抗浮验算满足要求。

4.4 水池局部抗浮验算

单位面积抗浮力G1=[（16*ht+25*h1+25*h2）*AR2+Fk1]/AR2=[（16*0.2+25*0.3+25*0.2）*106.2+13.5]/106.2=16（kN/m2）

局部浮力Fw1=10*（Hd+h1）=10*（1.5+0.3）=18（kN/m2）

G1=16（kN/m2）

4.5 荷载计算

1）池内水压Pw=rw*H0=10*3=30（kN/m2）

2）池外土压Pt：池壁顶端Pt0=[Pg+rt*（ht+h2）]*[Tan（45-30/2）^2]=[8.1+18*（0.2+0.2）]*[Tan（45-30/2）^2]=5.09（kN/m2）

池壁底端Pt1=[Pg+rt*（ht+h2+H0-Hd）+rt*Hd]*[Tan（45-/2）^2]+10*Hd=[8.1+18*（0.2+0.2+3-1.5）+10*1.5]*[Tan（45-30/2）^2]+10*1.5=34.09（kN/m2）

池底荷载qD=Pg+（Fk1+CB）/AR2=8.1+（13.5+768.7）/

106.2=14.20（kN/m2）

4.6 内力计算

（H边）池壁内力计算：H/H0=12000/3000=4，由于H/H0>2故按竖向单向板（挡土墙）计算池壁内力。

1）池外（土、水）压力作用下池壁内力。

Pt0=Pt1-Pt2=34.09-5.09=29（kN/m2）

U=Pt2/Pt1=5.09/34.09=0.14

V=（9*U^2+7*U+4）/20）^0.5=（9*0.14^2+7*0.14+4）/20）^0.5=0.50

QA=[（11*Pt2+4*Pt1）*H0]/40=[11*5.09+4*34.09）*3]/40=14.0

Y0=（V-U）*H0/（1-U）=（0.50-0.14）*3000/（1-0.14）=1.2

最大弯矩Mn1=QA*Y0-[Pt2*（Y0^2）]/2-[（Pt0*（Y0^3）]/（6*H）

=14.0*1.2-[5.09*（1.2^2）]/2-[29*（1.2^3）]/（6*12）=12.4（kN·m）

底端弯矩Mn2=-（7*Pt2+8*Pt1）*H0^2/120=

-（7*5.09+8*34.09）*3^2/120=-23.0（kN·m）

角隅最大弯矩Mj1=-0.076*Pt1*H0^2=-0.076*34.09*3^2=-3.4（kN·m）

2）池内水压力作用下池壁内力。

最大弯矩Mw1=0.0298*Pw*H0^2=0.0298*30*3^2=8.04（kN·m）

最大弯矩位置，距底端0.553*H0=1.659（m）

底 端 弯 矩Mw2=-（Pw*H0^2）/15=-（30*3^2）/15=-18（kN·m）

角隅最大弯矩Mj2=-0.035*Pw*H0^2=-0.035*30*3^2=-9.4（kN·m）

由于B边池壁高度与H边相同，故计算从略，内力计算结果参见H边池壁计算。

5 结论

综合考虑以各具体方案及现实存在的可变性因素和固定因素，进行总体上适用于电气专业使用的结构、构筑物，分部上，每个具体构筑物或地基基础的处理又都满足相应的使用要求和安全性评价。

参考文献

[1]韩立军，张茂林，贺永年.岩土加固技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2005.