探析变电站结构设计的要点及注意事项

李文杜

(身份证号码: 44132319800922356 惠州电力勘察设计院有限公司 516023)

摘要：电力行业的不断发展使得当前我国的变电站土建结构的标准逐渐升高，因此，我们需要对其在施工设计过程中的问题进行分析，并采取相应的措施来改善，进而规范当前变电站土建结构的施工设计。对于变电站的结构设计来说，设计时应当重点满足强度，稳定、变形、抗裂及抗震等要求，并在总结实践经验和科学试验的基础上，积极慎重地推广国内外先进技术，因地制宣地采用成熟的新结构和新材料。本文主要对变电站结构设计要点及注意的事项进行了探讨分析。

关键词：变电站；结构设计;结构体系;内力分析

0前言

当前，电力行业的设施建设逐渐成为了我国经济发展的助力，因此，为了保证我国各种用电设备的正常使用，对现有的变电站进行改造建设的工程项目数量越来越多。变电站土建结构的设计和施工的基础环节是设计施工环节。如果土建结构的设计中出现问题，则会影响后续的施工架设，导致资源浪费，同时影响用电客户的用电质量，并带来一定的安全隐患，有时甚至危及他人的生命安全。因此，我们需要高度重视变电站土建结构设计的规范，保证施工的合理性、科学性、可靠性。

1、变电站结构体系考虑

对于变电站结构设计，应根据建筑的重要性、安全等级以及抗震设防烈度等而采用合理的结构体系。通过工程实践表明，对于变电站结构的梁及柱宜采用现浇钢筋混凝土结构，对预留孔较多的部位或防水要求较高的屋面、楼面宜采用现浇钢筋混凝土板。同时，变电站建筑物在经济合理和非强侵蚀介质环境的情况下，可采用轻型钢结构，如热轧轻型型钢、轻型焊接和高频焊接型钢、冷弯薄壁型钢以及薄钢板、薄壁钢管等作为主要受力构件的结构，并在构件设计上并应优先采用定型的和标准化的构件以及标准化的节点型式，以及优先采用与轻型钢结构相适应或配套的建筑材料。对于变电站结构的屋面大梁宜采用钢筋混凝土结构或钢-混凝土组合结构，受施工限制且跨度超过15m时也可采用钢屋架，对于跨度超过18m时也可采用网架结构。

2、变电站结构设计荷载取值技巧

变电站建、构筑物应根据结构破坏可能产生的后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性，采用不同的安全等级。500kV变电站的主要结构(如主控制楼、500kV配电装置结构)宜采用一级，其余结构宜采用二级。对于变电站中的屋外变电构架的关于导线荷载及设备自重的取值问题。导线荷载应由工艺专业提供，应考虑最低温、最大风、最大覆冰和安装检修工况条件下导线悬挂点所产生的水平张力、垂直荷重和侧向风压的标准值，导线的偏角，弛度和荷载因子。

3、变电站结构设计技巧

对于变电站的构件技及其材料的选择应满足使用年限要求，并应考虑材料供应，构件加工制作以及施工安装的具体条件，力求结构合理、构造简单，合理统一构件的尺寸和规格，便于工厂化制作和机械化施工。同时对于变电站中的最低设计使用年限25年的屋外配电装置构架、支架，可根据地区的工程经验采用钢筋混凝土环形杆结构。

对于最低设计使用年限为50年的屋外配电装置构架、支架宜采用镀锌钢结构或钢管混凝土结构，横梁宜采用钢结构。

(1)紧凑型的屋外构架结构可采用局部联合布置方案或全联合布置方案，构架结构布置满足联合受力的同时，应尽量减少或消除温度应力的影响。变电构架柱一般宜优先采用人字柱结构或空间桁架结构;但根据工程具体情况，在满足运行、安装和检修条件下，也可采用单杆或单杆打拉线(条)结构。而对于组成构架柱的结构杆件应尽量减少弯矩效应，当杆件承受较大弯矩时宜采用空间桁架结构。

(2)针对变电站建筑中的屋外配电装置构架，设备支架等露天结构，必须根据大气腐蚀介质，采取有效的防腐措施。对通常环境条件的钢结构宜采用热镀锌或喷锌防腐。通过结合工程实践经验，笔者认为对于人字柱的根开与柱高之比，不宜小于1/7。打拉线构架平面内柱脚根开与柱高(地面至拉线点的高度)之比，不宜小于1/5。构架梁的高跨比(高度与跨度之比)：格构式钢梁不宜小于1/25;钢筋混凝土梁不宜小于1/20;单钢管梁直径与跨度之比不宜小于1/40，单钢管联系梁直径与跨度之比不宜小于1/50，采用单钢管梁时应注意采取预防微风振动的措施。