500kV變電構(gòu)架布置型式設(shè)計優(yōu)化

摘 要：改良典型的500kV全聯(lián)合構(gòu)架布置型式，引出“單桿框架全聯(lián)合構(gòu)架”的概念，運用STAAD.Pro V8i軟件進行建模分析，驗證模型的合理性。并通過經(jīng)濟比較，得出單桿框架全聯(lián)合構(gòu)架優(yōu)于典型的全聯(lián)合構(gòu)架的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：500kV；構(gòu)架；布置型式；全聯(lián)合；單桿框架

中圖分類號：TM63 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）33-0070-02

1 引 言

由于電網(wǎng)設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，變電工程電氣接線形式與設(shè)備追求緊湊布置，構(gòu)架聯(lián)合布置成為備受關(guān)注的設(shè)計。專業(yè)化軟件的快速發(fā)展，使全聯(lián)合構(gòu)架的更廣泛應(yīng)用和發(fā)展成為可能。

2 全聯(lián)合構(gòu)架布置型式

2.1 布置型式

典型的全聯(lián)合構(gòu)架，是用無掛線聯(lián)系梁或延長母線梁，將出線構(gòu)架和中央門型構(gòu)連成一體，使整個500kV構(gòu)架在兩個方向都形成聯(lián)合受力體系。構(gòu)架柱采用鋼管桿，構(gòu)架梁采用三角形斷面格構(gòu)梁，梁柱鉸接。相互垂直的構(gòu)架梁，既能支撐站內(nèi)導(dǎo)線拉力，又能使整串構(gòu)架柱共同抵抗線路側(cè)導(dǎo)線拉力，有效的減小了單個構(gòu)架柱和基礎(chǔ)所承受的荷載，從而達到節(jié)省工程材料的目的。典型的全聯(lián)合構(gòu)架布置型式見圖1。

考慮到全聯(lián)合構(gòu)架縱橫向具有較大的抗側(cè)剛度，本文嘗試在典型的全聯(lián)合構(gòu)架（圖1）基礎(chǔ)上，將B軸A型構(gòu)架柱改為單桿柱，并取消①⑧軸端撐，提出“單桿柱全聯(lián)合構(gòu)架”的概念。用STAAD.Pro V8i版空間結(jié)構(gòu)分析軟件建立模型如圖2。

經(jīng)過計算，⑤-⑥軸之間的單桿柱出現(xiàn)最大內(nèi)力與位移，承載力及變形均不滿足規(guī)范要求。因該間隔為雙層出線，Z向受力較大，此時想到增大Z向側(cè)向剛度，即在38m高度處增加一根聯(lián)系梁、并將⑤B、⑥B單桿柱改為A型柱，改良單桿柱全聯(lián)合構(gòu)架，提出“單桿框架全聯(lián)合構(gòu)架”的概念，重新建立模型如圖3。

2.2 結(jié)構(gòu)計算

2.2.1 計算方式

本文采用STAAD.Pro V8i鋼結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計程序進行結(jié)構(gòu)計算。

2.2.2 最不利內(nèi)力

桿件最不利內(nèi)力詳細(xì)統(tǒng)計見表1。

2.2.3 最大位移

節(jié)點最大位移詳細(xì)統(tǒng)計見表2。

2.2.4 計算數(shù)據(jù)分析

計算結(jié)果表明，單桿框架全聯(lián)合構(gòu)架在承載力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)下均滿足規(guī)程規(guī)范要求，該模型是合理可行的。

2.3 經(jīng)濟比較

2.3.1 鋼材用量比較

根據(jù)計算結(jié)果，不同布置型式的構(gòu)架鋼材用量比較見表3。

2.3.2 基礎(chǔ)混凝土用量比較

基礎(chǔ)混凝土用量比較見表4。

2.3.3 用地面積比較

單桿框架全聯(lián)合構(gòu)架取消了端撐，構(gòu)架柱中心至圍墻的距離由10m縮減為2.5m，節(jié)約用地1140m2（15m×76m）。按每畝地價15萬元計算，節(jié)省投資25.65萬元。

2.4 構(gòu)架布置型式推薦方案

通過以上技術(shù)、經(jīng)濟分析，單桿框架全聯(lián)合構(gòu)架布置型式優(yōu)于典型的全聯(lián)合構(gòu)架布置型式。

3 結(jié) 語

典型的全聯(lián)合構(gòu)架布置型式具有提高構(gòu)架受力性能、節(jié)省工程造價的優(yōu)越性。而單桿框架全聯(lián)合構(gòu)架布置型式是在前者的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，比前者更節(jié)省鋼材、混凝土及用地。

單桿框架全聯(lián)合構(gòu)架布置型式作為新的結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，需要不斷的研究，總結(jié)經(jīng)驗，持續(xù)改進。

參考文獻

[1]《變電站建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》（DL/T5457-2012）[S].北京：中國計劃出版社，2012.

[2]中南電力設(shè)計院.變電構(gòu)架設(shè)計手冊[S].武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2006.

[3]阿依艾工程軟件（大連）有限公司.STAAD/CHINA技術(shù)參考手冊.大連：2004.

收稿日期：2018-10-10

作者簡介：彭 真（1981-），男，漢族，湖南衡陽人，高級工程師，本科，從事變電工程土建結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。