發布時間：2023-10-11 16:23:35
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的變電站結構設計樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
中圖分類號：TM411+.4 文獻標識碼：A
1 智能變電站的含義
智能變電站是智能電網建設的重要節點之一，是在數字化變電站基礎上發展形成的新一代變電站。隨著經濟與科技的發展，風電、光伏等新能源電力的應用越來越多，這對傳統的電力系統設備提出了巨大的挑戰。在這種背景下，電力系統的安全性和可靠性必須提高，作為連接用戶和發電站之間的變電站的結構設計也必須進一步優化。計算機技術以及通信技術的飛速發展，為解決電力系統和變電站所面臨的問題提供了新的解決方法——智能變電站，它能將智能化一次設備和網絡化二次設備進一步融合起來。依靠先進、安全、集成和低碳環保的智能化設施，智能變電站能夠自動地完成信息的收集、分析、控制以及管理等工作，能夠使得全站的信息數字化并且信息能夠及時全面地得以共享，與此同時，智能變電站還具有通過及時分析數據為電網作決策提供信息支持以及自動控制的功能。依靠智能變電站，電網的工作不僅更加低碳環保，效率更高，而且能夠消除很多的安全隱患。智能變電站能夠為電網采集全面且及時的數據，通過對數據進行監測、控制和分析，為電網做出正確決策提供可靠的信息支持，同時它也是電網執行命令的部分，因此對智能變電站的結構設計進行優化具有重大的意義。
2 智能變電站二次系統配置方案
智能變電站以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，在智能變電站的發展中，隨著裝備制造技術、工藝的發展及建設、運行經驗的積累，其一、二次系統最終將融合為一體，但目前的技術發展水平還無法實現。針對二次系統，可以在光纖以太網基礎上，進行優化配置：將主保護和計量系統分布式就地實現，后備保護采用站域——廣域后備保護系統，本地測量和整定與調度中心整定相結合，以達到后備保護的最優配合和最小的通信負擔。
2.1 保護配置
其中，保護配置包括線路保護、變壓器保護和母線保護。
2.1.1 主保護原理:線路保護采用速度更快的采樣值差動和暫態量保護;變壓器保護采用了可以避開勵磁涌流影響的廣義瞬時功率保護原理作為差動保護的輔助。兩種新的保護原理都易于實現。
2.1.2 采用具有智能決策功能的廣域后備保護系統，集中全網信息進行后備保護在線整定，并且所需通信量少，數據更新速度快。
2.1.3 保護的實現方式:將原來集控室內的主保護功能下放到智能一次設備單元內就地實現，簡化了布線，減少了通信網絡的負擔。母線主保護采用具有主站的分布式差動和集中式母線保護的實現方式。
2.2 計量配置
計量系統創新地提出測量計量功能一體化為計量模塊，計量模塊的預處理數據為三態數據，三態數據(穩態數據，暫態數據，動態數據)統一采集和標準化。通過分析計量模塊的誤差量值溯源得到，在忽略算法誤差情況下，誤差主要來自于互感器，由于全站采用高精度的光學互感器，計量模塊的精度要求完全滿足計量規程的要求。既可以實現現場檢驗，也可以實現遠程檢驗。通過計量模塊在通信方面的優勢，實現智能變電站與大用戶互動，智能變電站具有向大用戶實時傳送電價、電量、電能質量及電網負荷信息的功能，支持電力交易的有效開展，實現資源的優化配置；激勵電力市場主體參與電網安全管理，從而實現智能電網各環節的協調運行。
2.3 通信配置
現階段的智能變電站內通信設備配置與數字化變電站及傳統變電站基本相同，但隨著電網中智能變電站投運數量的不斷增加，快速增長的采集數據量的不斷匯聚，對光纖通信傳輸網絡帶寬和傳輸可靠性提出更高要求。因此，通信平臺的建設與改造必須同步進行。
3 智能變電站二次系統設計與實現
3.1 系統構成
變電站二次系統在功能邏輯上分為站控層、間隔層和過程層。站控層由主機、操作員站、遠動通信裝置、保護故障信息子站和其他各種功能站構成，提供站內運行的聯系界面，實現管理控制間隔層、過程層設備等功能，形成全站監控、管理中心，并與遠方監控/調度中心通信。間隔層由保護、測控、計量、錄波、相量測量等若干子系統組成，在站控層及網絡失效情況下，仍能獨立完成間隔層設備的就地監控功能。過程層由互感器、合并單元、智能終端等構成，完成與一次設備相關的功能，包括實時運行電氣量的采集、設備運行狀態的監測、控制命令的執行等。
其中過程層最終發展目標為智能一次設備，就是一次設備集成互感器、智能終端等，實現在一次設備上直接的數字化接口。目前投運的智能站采取設置就地智能終端箱的方式，將一次設備運行狀態、控制等信號和命令通過智能終端轉換成數字化信號。
3.2 網絡結構
過程層網絡按照電壓等級分別組網。雙重化配置的保護及安全自動裝置應分別接入不同的過程層網絡；單套配置的保護及安全自動裝置、測控裝置宜同時接入兩套不同的過程層網絡，并采用相互獨立的數據接口控制器。220kV及以上變電站站控層、間隔層網絡采用雙重化星形以太網絡，110kV變電站站控層、間隔層網絡采用單星形以太網絡。總之，依據不同電壓等級和電氣一次主接線配置不同的網絡形式，有雙星形、單星形、點對點等。鑒于對變電站運行維護及網絡安全方面的考慮，智能變電站在兼顧網絡跳閘方式的同時仍保留直采直跳的方式，尤其對高電壓等級、聯網運行的變電站。
3.3 二次設備的配置原則
站控層設備的配置，以220kV變電站為例，主機按照雙套配置，對于無人值班變電站主機可兼操作員工作站和工程師站。保護及故障信息子站應與變電站系統共享信息采集，不獨立配置。遠動通信裝置也雙套配置。①隔層設備測控裝置獨立配置時，應單套配置，220kV電壓等級若采用繼電保護就地安裝時，采用保護測控一體化裝置，110kV及以下電壓等級推薦采用保護測控一體化裝置。對于繼電保護裝置的配置與常規變電站配置原則一致，220kV及以上電壓等級按照雙重化原則配置。故障錄波及網絡分析記錄裝置，對于220kV變電站按照電壓等級分別配置，主變壓器單獨配置。110kV及以下變電站統一配置。66kV及以上獨立配置電能計量表計，計費關口滿足相應規程規范要求。設置網絡打印機，通過變電站二次系統的工程師站打印全站各裝置的保護告警、事件、波形等數據，取消裝置屏上的打印機。②程層設備的配置原則，220kV-750kV除母線外，智能終端宜冗余配置。66kV及以下配電裝置采用開關柜布置時不配置智能終端。110kV及以上主變壓器本體配置單套的智能終端。智能終端分散布置于配電裝置場地智能組件柜內。合并單元配置原則：220kV及以上電壓等級各間隔冗余配置，110kV及以下電壓等級各間隔單套配置，雙重化保護的主變各側冗余配置，同一間隔內電壓互感器和電流互感器合用一個合并單元。③絡通信設備配置原則：220kV及以上電壓等級變電站的站控層網絡交換機冗余配置，每臺交換機端口數量應滿足實際工程需要。一般采用100M電口，站控層交換機之間級聯端口采用1000M端口。當交換機處于同一建筑物內且距離較短時采用電口連接，否則需采用光口互聯。間隔層網絡交換機按照設備室或電壓等級來配置，交換機端口數量滿足工程規模要求。過程層交換機按照間隔配置，每臺交換機的光纖接入數量不超過16對，任兩臺智能電子設備之間的數據傳輸路由不超過4個交換機。對于規模較大的變電站，其間隔層和過程層需配置大量的交換機，與常規變電站在配置上的主要差別也在于此，采用網絡方式，就多了交換機這一環節，當交換機出現故障，可能引發多個間隔的保護拒動，近而造成大的事故發生。因此交換機的可靠性是智能變電站安全穩定運行的關鍵。
結語
在實現智能電網的建設過程中，智能變電站建設始終是智能電網建設的核心問題之一。為了實現智能變電站在智能電網中的支撐作用，要求對當前變電站二次系統的架構體系不斷進行升級與改進，發揮智能變電站的高度集成、兼容、互動、協同功能。本文從保護、計量及通信等方面，對智能變電站二次系統的配置方案及其設計與實現進行了有益的探討。應該指出的是，隨著科技的不斷進步和裝備制造水平的不斷提高，智能變電站的一次、二次系統必將融為一體。
參考文獻
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關鍵詞：常見問題；土建結構變電站；土建結構；設計；方案處理方式；優化
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
中圖分類號：TU318文獻標識碼：A 文章編號：
電力工程結構設計直接影響和決定電力工程質量安全。結構設計要高度重視電力工程結構設計方面常見問題，工作中嚴格遵照電力工程設計規范、標準，以科學嚴謹的態度對待，保證電力工程質量，確保供電安全。變電站施工工程在工程建設全過程中所占時間相對較長。
1結構設計中的樓層平面剛度問題
有些電力工程結構設計，在結構布置缺乏必要措施或缺乏基本的結構觀念情況下，采用樓板變形的計算程序。盡管計算機程序的編程在數學力學模型上是成立的甚至是準確無誤的，但在確定樓板變形程度上卻很難做到準確。因此，這樣的建筑結構設計定會存在著結構某些構件或部位安全儲備過大或者結構不安全成分等現象。設計時應盡可能將樓層設計成剛性樓面，以使計算機程序的計算結果基本上反映結構的真實受力狀況而不至于出現根本性的誤差。當然，要實現這一點，首先應在建筑設計甚至方案階段就避免采用樓面有變形的平面比如凹槽缺口太深、塊體之間成“縮頸”連接、外伸翼塊太長、樓層大開洞等。
2結構縫設置以及縫寬度問題
溫度的變化對建筑結構有著不利影響，因此，電力工程物尤其是超長電力工程物設置合理的伸縮縫是十分有必要的。但是部分結構設計人員不使用伸縮縫減少溫度影響而使用后澆帶代替，這種做法存在一定的問題。因為后澆帶不能解決溫度變化的影響，僅能減少混凝土材料干縮的影響。在后澆帶處的混凝土封閉后，若結構再受溫度變化的影響，后澆帶就不能再起任何作用了。一些超長建筑結構不便或不能設置溫度伸縮縫時，應采取其他構造加強措施，不能只留設施工后澆帶，例如：采用預應力混凝土結構、對受溫度變化影響較大的部位適當配置間距較密、直徑較小的溫度筋、加強頂層屋面的保溫隔熱措施等。
3變電站的前期規劃
3．1總圖布置
變電站的總圖布置應充分考慮遠近結合，在滿足工程規范、規程和工藝流程的前提下壓縮建筑物間距，做到用地規整，布局緊湊合理，使得圍墻內用地和站址總用地面積盡可能保證最小，在滿足使用功能條件下，建筑物盡量合并為一棟綜合樓，減少占地面積，順帶減少相應附屬的圍墻、場地平整等費用。
3．2站址選擇
站址選擇應結合國土部門和規劃部門各方面的要求，選擇能直接利用水源和市政設施、拆遷量少、道路連接短、地形平坦的地區，避開斷層、滑坡、山區風口或高差較大的地形。盡量不拆遷房屋或搬遷線路或墳墓。特殊情況下采用旋轉、平移、總平面局部切角等方式降低工程總體造價，減少賠償費用。選擇站址時也要注意多方案比較選擇，確保最終方案的合理性。
3．3地基處理
在前期規劃階段，地下情況是必須要充分了解的，地下是否有文物古跡、主要管道、地下文物、防空洞，地基是否處于礦區采空區、區域性斷裂帶、滑坡地區等，都是要提前了解的，如果做不到提前了解的話可能會造成不必要的搬遷和基地處理費用。
4具體設計
4．1總平面布置
主要優化道路接口、給排水接口、道路接口、消防和安全距離等方面。根據規范、規程合理布置已確定規模的各建筑物，盡可能合并共用設施，向空中發展，使平面布置更緊湊、道路占地面積減少，達到節約用地的目的。戶內可采取兩個出線間隔公用一跨、將電容器室、配電室和主控室合為一體的方式，縮小整體面積。
4．2結構設計
在變電站設計時應以建立新型的結構體系為目標，這一新型的結構體系包括預制裝配結構體系和鋼結構體系。在保證結構有足夠的耐久性、穩定性和強度的前提下，優先選用構建簡單、結構明確的結構體系。用工廠化、通用化、標準化規范建筑構件的選擇，將全壽命周期成本概念引入結構設計中，充分論證建筑和結構關系，最后對設計方案進行論證和比選，進行多專業可行性研究，確定最優方案。
4．3建筑設計
在變電站建設中，變電站內建筑物也是十分重要的一環，因此，在滿足生產要求前提下，變電站內的建筑物要合理布置房間，減少不必要的附屬面積，采用工業建筑標準統一模式建設。同時，要做好建筑的節水，節地，節能，和節材工作。采用框架結構，降低單位建筑面積造價，形成相對較大的空間，節約占地面積和造價，便于電氣設備布置。同時還要注意盡量不設屋外水消防，盡力控制建筑物體積。
4．4地基與基礎設計處理
變電站基礎設計是施工設計優化的重點，建筑物基礎選型時，必須因地制宜，結合地質情況，充分利用天然地基。同時要熟讀地質資料，務求優化基礎。盡量利用天然地基，基礎滿足設備安裝運行要求.同時，盡量淺埋。有些地方必須要用樁做基礎，這種情況下要根據地質資料選擇合適的樁形。
5結構荷載取值
5.1屋面可變荷載的取值和分布
并非在屋面全跨布置可變荷載產生的內力一定最大，往往在半跨布置可變荷載時結構可能更為不利。因此對于屋架和拱殼屋面除了全跨布置可變荷載時做出計算外，還應考慮半跨布置可變荷載，并做出相應的計算，然后按最不利的情況進行設計。對屋面可變荷載的取值應十分謹慎，特別是對于屋架和拱殼屋面，因為這類屋面荷載的分布對結構的內力很敏感。例如積雪荷載應按全跨均勻分布、不均勻分布，半跨均勻分布的幾種情況進行設計，這樣才能保證屋面結構的安全。
5.2基礎設計時的荷載取值
在建筑地基基礎設計規范(GB 50007-2002)中做出了以下規定：計算地基變形時，傳至基礎底面上的荷載效應應按正常使用極限狀態下荷載效應的永久值組合，不應計入風荷載和地震作用。計算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩定及滑坡推力時，荷載效應應按承載能力極限狀態下荷載效應的基本組合，分項系數均為1.0。按地基承載力確定基礎底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數時，傳至基礎或承臺底面上的荷載效應應按正常使用極限狀態下荷載效應的標準組合。
6在變電站設計方案完成后的工作
6.1做好施工圖技術交底工作
在變電站設計方案完成后，要進行施工圖技術交底工作，這項工作的主要目的是使參與工程建設的各方了解工程設計的主導思想、對主要建筑設備和材料的要求、所采用的新技術、新工藝、新材料、新設備的要求以及施工中應特別注意的事項。這樣做既能保證工程質量，也能減少圖紙中的差錯、遺漏、矛盾和訛誤。消除施工隱患，使設計更符合要求，避免返工造成的人力、財力、物力各方面的浪費。
6.2制定好設計變更管理制度
為了完善工程設計、保證設計和施工質量、糾正設計錯誤以符合施工現場條件，設計變更成為了必不可少的設計修改程序，設計變更制度在施工過程中的作用非常重要，它不僅影響著工程的進度、節奏和程度，也對造價控制有著深遠的意義，它直接影響著施工的費用。因此，在對設計方案進行變更時要進行嚴密的方案論證，盡量控制設計變更的數量、幅度和費用。在這個過程中，制定好設計變更管理制度就顯得非常重要。
6.3做好工程驗收工作
設計方在設計好方案之后還需要到場驗收施工方工作。例如到場驗收確保施工開挖達到設計要求的地基土層或地質條件好的部位，如果出現個別設計地基與實際不符時，應根據現場實際情況改變技術方案，滿足施工要求。這樣一來，設計方和施工方形成了良好的互動，可以保證變電站建設更好地完成。
7.結束語
變電站在土建結構設計的方案處理，從前期規劃、過程設計以及后期處理三個方面對其進行詳細分析，為我國遍電話土建結構設計提供了一定的借鑒。結構設計規范是國內結構設計的法規，是建筑結構做到技術先進、安全適用、經濟合理的指導文件。為了更好的遵循這一法規，對結構設計規范應該熟悉，更應該正確理解，保證土建結構設計質量。
參考文獻
[1]蔡敏華.淺談變電站在土建結構設計等問題的處理方案【J】.中華民居，2011
關鍵詞：變電站；土建設計；安全性；耐久性；
中圖分類號：TM63文獻標識碼： A
前言：土建的安全性與耐久性是變電站工程質量評價的重要指標，因此，相關設計與研究人員應當加強有關變電站土建結構安全性與耐久性的分析，綜合考慮影響安全性與耐久性的多種環境因素，以不斷提高土建結構的安全水準與耐久性。
1變電站土建設計中的安全性與耐久性
1.1變電站土建的安全性
變電站土建設計的安全性是指建筑結構防御破壞的性能，在房屋遭受外界自然災害或其他影響過程時能夠避免出現結構損壞或倒塌的性
能，其是評價變電站工程質量的重要指標之一。變電站結構使用方式、建筑施工水平、施工工藝、施工材料性能與質量、結構設計的合理性、工程的維護與監測等都會對變電站的安全性產生影響。變電站土建結構的安全性主要包括以下三方面的內容：（1）耐久安全性。耐久安全性主要是指建筑混凝土結構地域腐蝕、自然災害、時間等的性能。由于混凝土鋼筋腐蝕或裂縫引起的混凝土安全事故，其危害程度要遠遠大于因結構構件承載不足而引起的安全事故。（2）整體牢固性。整體牢固性是指變電站在保證安全度的基礎上抗災害、防倒塌的性能。具有結構整體牢固性的建筑結構應當具有高強的延性與充足的冗余度，在遭遇自然災害的過程中能夠避免倒塌、減少損壞。（3）構件承載安全性。構件承載安全性是指變電站土建中使用的各項構件在正常工作中的最大承載性能。荷載分項系數、
構件承載性能大小、材料強度系數等是評價構件承載安全性的重要指標。目前國內規定的變電站樓板需要達到200kg每平方米的荷載性能。通常變電站的荷載分項系數增加，其結構的安全系數也會相應增大。
1.2耐久性
變電站土建結構的耐久性指的是工程的持久使用所能達到的水平，其對土建結構是否穩定產生一定的影響，同時也關系著建筑結構所使用的材料。變電站土建結構是否可以持久使用是由材料的耐用性和結構的穩定性所決定的，所以，讓變電站的土建結構保持耐久性是至關重要的，也就是說我們要盡可能的對變電站土建結構的使用年限進行延長。
2對土建結構的安全性與耐久性造成影響的因素
2.1混凝土結構和質量因素
在對變電站土建結構進行設計時，混凝土是最主要的使用材料，所以，混凝土本身的構成結構和質量直接影響了土建結構的安全性與耐久性。首先是混凝土本身的構成結構，對于混凝土來說，不僅采購要達標，在投入使用后，還要使水灰比、外加劑保持合理性，若對混凝土中的水灰比和外加劑進行調配時出現不足或者過度的情況，都會對混凝土結構的穩定性造成影響。
2.2 外界環境因素
對變電站的土建結構進行設計時，若想要保證其的耐久性，我們就要以環境類別為中心來進行設計，通常設計人員在設計土建結構時都忽略了對處于不利環境的土建結構進行有效的防護，
2.3 結構檢測因素
想要了解變電站土建結構的安全性與耐久性，就要定期的對其進行結構檢測，但是，我國在對變電站的土建結構進行設計時，卻忽視了檢測對于土建結構的重要性，在進行設計的過程中并沒有對結構檢測做出相應的規定，亦或是結構的使用和結構檢測的頻率沒有相關性，從而造成無法及時的檢測出變電站中存在的不合格的土建結構，進一步的可能會導致發生嚴重的事故。
3. 提高變電站土建結構安全性與耐久性的具體措施
3.1施工設計
在變電站土建施工設計時，應當根據現行規程與規范確定整體設計發難，然后再根據實際工程要求做局部調整。
3.1.1結構設置。
變電站的結構設置應當與周圍環境相適應，在符合使用功能與立面標準的條件下盡可能減少多余附屬建筑面積，并按照變電站的工作要求對跨度壓縮層高進行降低；在室外配電裝置設計中應當盡可能使用成型預制鋼筋混凝土環形桿；在保證結構強度的條件下，盡可能運用磚混結構，減少鋼筋混凝土結構的使用。
3.1.2邊坡與擋土墻。對于填方區擋土墻應當在分析地基承載力的基礎上對斷面形式與擋土墻材料進行確定，在地基承載力不高的區域應當擴大基礎面并縮小基礎埋置身度；在順坡地質條件下可以采用擋土墻與護坡相配合的方式；在邊坡與擋土墻設計紅只能怪應當計算場地平整高程，并恰當利用地質地形數據資料；對于高程在8m以上的工程應當使用扶壁式擋土墻和天然地基。
3.2結構設計
在結構設計中應當考慮以下內容：應當使用恰當的構造系統和構造鋼筋，使用對結構耐久性有利的最佳配筋率，對不恰當的約束因素要采取技術措施進行消除，并恰當設置后澆帶與變形縫；制定結構設計的基本安全標準，并考慮工程失效的風險后果、資源供給等；在結構體系的設計中應當加強理論計算與試驗結果分析，確保承載能夠有效傳遞；在受力骨架的配置中，應當做好相應的剛度與強度計算和裂縫寬度及抗裂性能驗算，以防止由于裂縫寬度過高或結構開裂造成鋼筋腐蝕；對于變電站使用中的安全性，應當做好定期的維護修理與檢測，并在設計說明中
注明最低使用壽命要求；[3]在豎向及平面調整中應當確定最佳標高，以保證最小的場平工程量；在變電站鋼架結構中應當盡可能使用耐候鋼，以提高鋼材的耐腐蝕性能；在安全系數設計中，應當按照工程實際要求考慮電氣設備、風壓、溫度、雪壓、結構自重的條件下的荷載，確保框架結構能夠實現荷載的有效傳遞。
3.3綜合地對外部的影響因素進行考量
設計人員不僅需要按照國家的相關標準來對環境影響因素進行執行，更重要的是要對使用混凝土過程中的規范性進行提高，而支撐變電站土建結構的耐久性的基礎正是混凝土規范性的提高。列舉一個耐久性是 100 年的環境土建結構的例子，其在各個方面對混凝土的要求都是極為嚴苛的，例如，在對土建結構進行設計時，最低的鋼筋混凝土的強度等級不能低于 C30；最低的混凝土結構預應力的強度等級不能低于 C40；含有的氯離子的數量不能高出 0.05%；在混凝土中建議選擇非堿性的骨料，而且骨料中含堿的數量不能超過 3.0 kg每立方米，這樣才可以使土建結構具有更強的耐久性；在對混凝土進行保護層的建設時，必須要對保護層采取有效的保護措施，必要的時候可以適當的對保護層的厚度進行降低，除此之外，還可以著重的對土建結構的耐久性進行設計，從而可以使其更好的適應外部環境的變化。
3.4對施工過程中的混凝土進行考量
在對變電站土建結構進行設計時，應當根據工程建設的實際情況以及實際需求來對混凝土進行選擇，按照設計土建結構時需要遵循的安全標準來對在市場上已經達標的混凝土進行采購，同時，在配置混凝土時，要嚴格的根據設計土建結構時所需要的參數和數據，例如，對混凝土結構的預應力進行設計時，必須要按照實際設計的土建結構來采用一些相關的保護措施，同時，還要按照相關標準對混凝土抗腐蝕、抗滲的能力進行檢測，主要是要對混凝土的硬度、配置比、參數以及性能等物理特性進行檢測，只有檢測合格后才可以將其投入使用。
結束語：對變電站的土建結構進行設計的過程是復雜而又系統的，而且需要設計人員具備豐富的專業知識以及極高的水平，所以，在對變電站的土建結構進行設計時，安全性與耐久性就成為了兩個關鍵的因素。文章對變電站土建設計中的結構安全性與耐久性進行了分析總結，希望對相關行業可以起到一定的幫助作用；
參考文獻：
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關鍵詞：變電站；土建；安全性；耐久性
中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A
一、土建變電站工程設計中的結構安全性
土建變電站工程設計中結構的安全性主要由結構的設計以及施工水平來決定，土建變電站工程設計中結構安全性的目標是保證土建結構在受到各種物理或者是化學等因素的影響時，能夠保持結構的完整性，避免倒塌對工作人員造成傷害。土建變電站工程設計中結構安全性主要有以下幾種表現：
（一）整體結構牢固性
整體結構牢固性指的是在結構受到自然或人為的物理、化學作用下，能夠保持結構的完整性，并能夠持續正常的發揮作用。所以在土建變電站的設計中，首先要是對地質進行大體的勘察，了解施工地點的地層巖性和巖土物理力學特性。經過測試，場地內的巖土層工程指標如表1所示：
（二）結構的承載能力
測量結構的承載能力有兩個指標，一是材料強度分項系數與荷載分項系數的實際大小，它是在計算結構構件固有的承載能力時把構件材料的強度標準值加以縮小的一個系數；另一個是行業規范所規定的結構的承載負荷。以上所說的用量值所表現出來的具體系數，體現了結構構件在給定的標準荷載作用下的安全度。土建變電站樓板的荷載計算參數如下：
（三）結構的耐久性
結構的耐久性在實際的工程建設施工過程中很少被人重視，人們經常會把關注點放在各種負荷作用條件下結構強度的要求上。由于混凝土的腐蝕以及內部鋼筋的銹蝕作用而引起的事故的嚴重性要比因為結構構件沒有達到承載能力安全水準帶來的危害要大得多，所以，工程的建設施工人員必須高度重視結構的耐久性的問題。
二、土建變電站工程設計中的結構耐久性
經研究調查，土建變電站工程的耐久性隨著建筑使用年限的增加而減弱。如果在工程建設中忽視了對結構耐久性的研究，必然會導致工程建筑在經歷一定的時間之后進行重新的建設和維修，增加了土建變電站的維護成本。針對工程建筑耐久性的重要性，工程人員要在工程建設完成后，定期對工程進行檢測和維護，來提高土建變電站的安全性和使用壽命。只注重工程的一次性投入，而忽視了工程建筑的后期維護與管理，必定會影響土建變電站的安全性以及正常功能的發揮，而且在經濟上也是非常不劃算的。
三、土建變電站建構中容易出現的問題
（一）土建變電站建構中容易出現裂縫
1 施工引起的裂縫原因，如：土石顆粒級配不良；現場模板拆除不當；澆灌混凝土方法不對；混凝土在大面積澆灌時，沒有做好保溫工作；水灰配比比例不合適，造成保水性不良以及混凝土離析；骨科含泥量過大等。
2 氣候等自然原因引起的裂縫主要是溫差導致的。由于鋼筋混凝土與磚砌體的熱膨脹性不同，混凝土的內部結構發生伸縮變形，從而導致磚砌體內部的應力超過其材料的抗拉成度，使結構出現裂縫。
（二）土建變電站的維護工作不到位
對土建變電站進行定期的檢修和維護工作，有利于提高工程建筑的安全性和耐久性。所以，在一些工程竣工以后，并不是建筑過程的結束，還要對工程進行必要的定期維護與檢測。在過去，很多企業和單位對土建工程的安全性和耐久性的要求很低，并且經常忽視對工程的日后檢測和維護，導致了工程建筑中存在著很多隱患，危害一旦發生，必然導致其功能的不能正常發揮。
（三）建筑材料和施工質量差
由于我國對水泥質量的監測標準要求低，影響到了混凝土的耐久性。此外，有的建筑企業為了節約建設成本，提高盈利，把質量差或者是質量不合格的鋼材、水泥等建筑材料運用到工程建筑中，以次充好，使土建變電站的安全性和耐久性受到了很大的影響，使工程建筑充滿安全隱患，影響其使用壽命以及功能的正常發揮。不僅施工的材料存在著問題，而且在工程的招投標、施工建設等方面也存在著多多少少的問題，例如：高資質中標，低能力建設；建設工程層層轉包，施工企業良莠不齊；工程施工過程中管理水平低，缺乏必要的行業行為約束等。
四、提高土建變電站工程設計中結構安全性與耐久性的對策
（一）正確處理土建變電站工程中出現的各種荷載
不論是在工程的施工建設過程中還是竣工后，工程建筑都會不可避免的受到來自自然環境、人為作用以及自身（自重等）等因素產生的荷載。種種的荷載對工程的質量、安全性和耐久性都產生了或大或小的影響。面對這種情況，我們必須采取相應的措施來降低這種影響，保證工程的質量。一般我們采取的措施主要有：一是工程建筑設計必須使用嚴格的設計標準和合理的安全系數，避免開發商只強調利潤而采取模糊不準的計算模式的現象的發生；二是配置完善的受力鋼筋骨架，設計合理的混凝土結構體系安全有效的傳遞，避免因結構開裂以及裂縫寬度超出限值而導致鋼筋侵蝕；三是采用有利于物件結構耐久性的最小配筋率并且安置限裂鋼筋，合理設置后澆帶以及變形縫，形成合理的構造系統；四是通過嚴格的計算和實驗對特殊環境中的混凝土進行合理配比，提高混凝土的抗拉強度；五是完善工程施工設計圖，詳細的注明工程中混凝土結構的特點、材料要求以及施工注意事項，指導施工單位和人員的行為，從而保證工程的質量。
（二）樹立施工人員的質量意識
人在工程建設中處于主體地位，工程質量的好壞主要是由施工人員的技術水平、施工觀念等因素決定的，所以說，提高施工人員的質量意識在保證工程質量方面具有非常深遠的意義。工程建設的相關部門和施工企業要時刻謹記“質量第一”，不斷加強工程質量的宣傳，提高施工人員的質量意識，使他們在施工過程中嚴格遵守相關的要求和規定，規范施工行為，提高施工技術，保證工程的質量。
（三）加強對工程的定期檢測和維護
加強對工程的定期檢測和維護不僅體現在施工的過程中，還體現在工程竣工之后。在施工過程中，工程人員要不斷的檢測工程的結構穩定性、建筑材料的可靠性以及施工技術方法的合理性等，如果在施工的過程中發現結構、材料和施工方法上的問題，要及時的更正，把工程的安全隱患消滅在萌芽之中；同時，工程的竣工并不代表著工程建設的結束，還要對工程進行必要的維護，如果在工程維護的過程中，工程內外部結構出現了腐蝕、裂縫等情況，要及時的進行維修，維持建筑的功能，避免發生安全隱患。
結語
土建變電站設計中的安全耐久性問題一直是業界關注的重點和熱點。實際建設施工過程中，工程技術人員以及施工人員要樹立責任意識和安全意識，在吸收和借鑒國內外建設經驗外，還要不斷發展和完善傳統的工程建筑理念和方法，提高土建變電站結構的耐久性和安全性。工程管理和監督人員，要嚴把工程材料的質量關、工程施工的技術關，為建設優質、安全、可靠的工程奠定物質基礎。只有這樣，才能保證變電站運行的穩定性，提高變電站的使用壽命，更好的適應我國現代化建設的需求。
參考文獻
關鍵詞：110kv變電站；土建設計；地質選擇
變電站的土建設計水平，對變電站后期的施工能否順利開展有著直接影響。通常情況下，要想做好變電土基設計工作，需要從多個方面對問題進行思考。目前我國在變電站土建設計上雖然有所提高，但仍然存在一些問題有待解決，希望本文內容對相關工作人員能夠有所啟迪。
1.選擇變電站的地址
在進行110kV變電站土建設計時要做好地點選擇工作，首先需要對變電站的負荷中心位置進行明確。此項工作的順利開展，需要系統人員依據電網規劃對負荷中心位置進行確定，除此之外，還需要在設計過程中，還應適當的接入到系統方案中。在地點選擇上應當依據提供的資料，初步確定變電站的幾個選址，這些選址應盡量靠近負荷中心，最大程度降低網損，對不同的選址進行對比時，應當對以下幾個因素進行考慮。
1.1選定的變電站選擇的地址不能與當地政府的規劃產生沖突，特別是不能破壞當地農田保護區，除非當地的土地規劃得到了適當的調整，否則不能因為修建變電站而侵占當地的農田。此外，在選址問題上，應當積極同當地政府部門進行溝通，確保變電站選址中不會對當地的整體規劃造成不良影響。
1.2交通運輸、水文地質、土地征用是否便利可行都是在變電站選址中需要考慮的問題；同時在電網建設中為了實現資源節約型和環境友好型電網，在變電站選址上盡量使用荒地、劣地，遠離礦區，地震帶。因為變電站經常會修建在偏遠地區，因此需要對交通問題加以考慮，需要確保道路坡度、半徑、寬度能夠滿足施工要求，確保變電站修建中使用的建筑材料能夠順利的運入到施工現場。
1.3變電站選址時，需要對變電站周圍是否存在旅游景點、軍事要地、飛機場等，如果存在，在建設前需要同有關部門進行適當的協商，確保可以建站后，才可以進行施工，如果未得到對方的允許，則應當另行選址。此外，帶地址選擇時，還需要了解選址地區是否政府劃定的需要保護的歷史文物和礦產資源等。
2.選擇線路
變電站的路徑需要與地址的選擇進行適當協調，線路選擇的共走人員需要與地址選擇人員進行適當配合，對變電站的線路方案進行明確。線路的造價要遠高于變電站造價。因此，一條合理的線路可以使變電站土建設計的經濟性得到進一步提高，而且也有助變電站通過前期審查。此外，在線路選擇上應當主要以下內容。
2.1進行變電站的線路選擇時盡量避開自然保護區、通訊設施等地區，在線路選擇上應當進行適當的避讓，從而降低補償費用，避免對周邊的環境造成不必要的影響，如果因為客觀原因實在無法避讓，則需要和相關部門進行協調后，確定線路。
2.2重視水庫、鐵路等跨越點的選擇，特別是在修建過程中，如果線路必選要跨過大河、高速公路時，需要盡量的減小跨度減小風險、降低投資，并且減小項目對航運以及交通造成的不良影響。
3、110kV變電站的初步設計
土建設計的初步階段，重點工作是再去定變電站的位置的前提下，對內容進行細化，對比設計方案中的豎向布置、平面布置等，從中選出一條最佳的設計方案，并且確定最終的設計方案。
3.1豎向布置
豎向布置上，應當在滿足洪水的基礎上，對變電站建設地點的地形進行合理應用，除此之外還需要對變電站的排水能力進行合理考慮，如果施工地點比較平整，在施工中則可以采用階梯式、斜坡式等。豎向布置在滿足防洪澇基礎上，應當盡量使土石方量能實現自平衡，如果無法實現，則可以對技術、經濟等方面因素進行適當的對比，利用防洪墻或外購土方的方式實現平衡。在豎向布置上必須要做好邊坡設計，在確定場地的平整性后，在對設計邊坡高度，坡率的確定需要依據實驗數據完成。依據邊坡高度，在設計過程中可以采用護坡或擋土墻的方式對邊坡進行保護，如果情況需要，也可以綜合兩種方式提高保護效果。在豎向布置中為了穩固邊坡，并確保其不會遭受到雨水的沖刷，發生水土流失，可以在坡腳或坡頂處適當的設置排水溝。
3.2平面布置
土建設計平面布置需要以電氣為主，應當在滿足電氣應用的基礎上，對運輸、消防、電氣安全問題等方面進行優化，同時對各類建筑物的布置需要嚴格的依據相應的規范進行。
3.3結構設計
在結構設計上需要依據變電站規模，在滿足功能需求上，最終對建筑的面積進行確定。建筑外立面需要與周圍的環境特點進行合理融合，在條件允許的情況下，變電站內的建筑的結構設計應當盡量應用混凝土框架，擴大變電站的空間，使其抗震能力能夠有所提高，便于變電站中電氣的設備的安裝和應用。
地基處理方案需要依據地質的實際情況進行適當選擇，從施工和投資角度對問題進行分析，最好使天然地基，然后依次選擇換填、樁基等方式對地基進行處理。
3.4設計施工圖紙階段
在完成對設計的初步審查后，土建設計工作應當依據相應的規范進行，設備的訂貨尺寸，應先局部，后整體，設計原則是實際投資的成本與初步審計的投資成本的波動不能大于10%。
3.4.1總圖設計
場地處理通常情況下需要進行綠化處理，如果施工地點缺水比較嚴重，在處理上可以通過碎石場地完成，對于電纜溝的而處理可以采用復合材料蓋板或內嵌式角鋼包邊等。
3.4.2建筑設計
110kV變電站的通信機房在設計上，面積應當依據60m2和20m2進行考慮，對于建筑外墻的粉刷，應當采用《常用建筑物》所規定的白色、灰色、藍山三種色調，對于建筑物外墻的設計使用的防盜門的材料應該具有較強防火性能的不銹鋼材料。
3.4.3結構設計
110kV變電站建筑內部應當使用框架結構，比較常見的結構為鋼筋混凝土結構。
3.4.4給排水及暖通作業
在110kV變電站中，對消防器材有著嚴格的規定，一般采用的滅火系統為泡沫噴淋或水噴霧，布置在電容器內的氣體消防噴，不能出現電容器上方，布置在室內的消防栓也不能出現在設備屋內。
在110 kV變電站的主控樓道內設置的空調，最好為分體式，在高壓室內最盡量不設置空調，采取自然通風的方式解決問題。
3.4.5節能設計
在設計上為了盡量降低能源損耗，在電抗器、變壓器等設備的選擇上，應當盡量選擇低噪音、低損耗，站內使用的照明燈盡量選擇節能型燈具，在門窗、屋面、外墻的設計上也應當盡量采取節能的方式建造。
4、結束語：
我國經濟的快速發展，使我國的用電量總量急劇增加，這在一定程度上增加了110 kV變電站的數量，在變電建設過程中要做好土建設計工作。變電站土建設計合理，不僅可以使變電站的有效性得到提高，而且可以使變電站的安全性得到提升，延長變電站的壽命。由此可見，110kV變電站土建設計中的關鍵問題進行分析意義重大。
參考文獻
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關鍵詞：電站廠房；施工管理；質量控制
中圖分類號：O213文獻標識碼： A
引言
電站是我國電力工程基礎設施最重要的環節，但是電站廠房施工是一項復雜的工程，涉及面廣、工程量大，并且工期要求短，對施工質量的要求也相對較高。加強對電站廠房工程建設，需要有合理的組織施工方法，確保在工期內高質量的完工，并保證施工的安全，提倡文明施工。施工組織是保證施工進度、質量、安全的有效手段，合理的安排組織施工，才能確保電站廠房發揮應有的作用，促進我國電力事業的發展。
一、電站廠房施工難點解決措施
針對電站廠房施工的重點與難點，需要采取一定的措施，具體包括：
（一）不斷的加強文明施工的理念，并在施工重點部位采取一定的安全保護措施。如在高坡部位采取噴錨支護，并設置護欄、安全網等防止高空墜物。加強施工現場管理工作，重點做好現場電線的假設工作，設置相應的漏電保護裝置。施工的材料需要定點的堆放，并預留材料的運輸通道。協調好各工種之間交叉施工工作，保證各部分協調作用。
（二）由于工程工作量大，要在施工前做好相應的準備，安排好材料、人力、設備等，設計科學的施工方案，避免各部分施工制約影響，提高施工的效率。
（三）保證施工連貫性，對各節點工期進行詳細的分析，進行整體的規劃，合理的配置資源，平衡各個單項工程的進度。
（四）制定完善的施工管理制度，并有專業的人員進駐施工現場，對施工進行有效的協調。包括合同管理制度、安全施工制度等。
二、電站廠房質量控制的措施
（一）施工設計
在電站廠房施工設計時，應當根據現行規程與規范確定整體設計，然后再根據實際工程要求做局部調整。
1.結構設置。變電站的結構設置應當與周圍環境相適應，在符合使用功能與立面標準的條件下盡可能減少多余附屬建筑面積，并按照變電站的工作要求對跨度壓縮層高進行降低；在室外配電裝置設計中應當盡可能使用成型預制鋼筋混凝土環形桿；在保證結構強度的條件下，盡可能運用磚混結構，減少鋼筋混凝土結構的使用。
2.邊坡與擋土墻。對于填方區擋土墻應當在分析地基承載力的基礎上對斷面形式與擋土墻材料進行確定，在地基承載力不高的區域應當擴大基礎面并縮小基礎埋置身度；在順坡地質條件下可以采用擋土墻與護坡相配合的方式；在邊坡與擋土墻設計紅只能怪應當計算場地平整高程，并恰當利用地質地形數據資料；對于高程在8m以上的工程應當使用扶壁式擋土墻和天然地基。
（二）結構設計
在結構設計中應當考慮以下內容：應當使用恰當的構造系統和構造鋼筋，使用對結構耐久性有利的最佳配筋率，對不恰當的約束因素要采取技術措施進行消除，并恰當設置后澆帶與變形縫；制定結構設計的基本安全標準，并考慮工程失效的風險后果、資源供給等；在結構體系的設計中應當加強理論計算與試驗結果分析，確保承載能夠有效傳遞；在受力骨架的配置中，應當做好相應的剛度與強度計算和裂縫寬度及抗裂性能驗算，以防止由于裂縫寬度過高或結構開裂造成鋼筋腐蝕；對于變電站使用中的安全性，應當做好定期的維護修理與檢測，并在設計說明中注明最低使用壽命要求；在豎向及平面調整中應當確定最佳標高，以保證最小的場平工程量；在變電站鋼架結構中應當盡可能使用耐候鋼，以提高鋼材的耐腐蝕性能；在安全系數設計中，應當按照工程實際要求考慮電氣設備、風壓、溫度、雪壓、結構自重的條件下的荷載，確保框架結構能夠實現荷載的有效傳遞。
（三）采用合理的地基處理技術
為了確保變電站內建筑結構的耐久性和穩定性，可在土建結構設計中采取相應的技術措施。具體如下：
1.不良地基的處理技術。有些變電站在土建設計中會遇到各種不良地基，為了確保其上建筑結構的穩定性，必須對地基進行處理，較為實用且有效的方法有強夯法、片石墊層法、擠密樁法等，具體方法的選擇可根據工程實際情況而定。
2.溝槽基礎的處理技術。變電站內的電纜溝槽、排管道均屬于建筑基礎的范疇，除了可以采用常規的地基處理技術外，還應結合溝槽和管道的特點進行相應的處理，例如，在軟土地基上，可以利用換填法，將軟土層置換為灰土土質，若是承載力要求較高，則可置換為砂石，借此來提高基礎的承載能力。
（四）做好變電站的總體布設規劃
1.變電站的整體規劃。變電站的整體規劃要以滿足城鎮、地區的規劃要求為前提，充分利用現有的交通、生活、消防等公共設施，結合附近的防排洪和給排措施以及電站廠房結構施工特點，做好變電站的整體規劃。在整體規劃中，要對變電站的出線桿、進出線走廊、進站道路等，以及生活區、源地、給排設施、變電站區等進行合理布局。尤其是對于變電站區域內的電氣設施和建筑物設計，要遵循緊湊合理、節約用地、利于分期建設的原則進行設計。如果變電站區域內的地形高低差距較大，那么可采取高低錯層或臺階彌補的方式進行布置設計，并處理好坡面的穩定性。如果變電站位于城中，那么還應在周圍的建筑物之間設計相應的消防通道。
2.主控室的平面布置。變電站主控室要盡量建在方便巡視并且能夠避開噪聲干擾的地方，為工作人員檢查主控室提供便利條件。同時，還應考慮電纜長度問題，為了節省電纜，應當將主控室布置在2個配電裝置之間或同一側處。主控室坐向應充分考慮當地風向、日曬等因素進行合理確定。
3.配電裝置的平面布置。在設置屋外配電裝置時，應當根據地形及配電裝置的出線方向進行平面組合，避免出現線路交叉狀況。同時，還要在考慮連接導線長度以及順直度的前提下，確定各個配電裝置之間的距離。
4.附屬設施的平面布置。變電站區域內各類附屬設施的布置均應滿足變電站總體格局要求以及道路方位的特征。具體如下：工具間應布置在主控室與配電室之間的位置；采暖房應集中布置在靠近采暖建筑群的位置；在冬季時，為了滿足站內裝置防塵要求，應當盡量采用電暖氣；消防器材布置在靠近帶油設備的位置。
（五）電站廠房施工安全的措施
電站廠房施工的安全關系著整個施工順利的進行，加強安全管理主要要做到以下幾個方面:
1.建立施工現場安全管理機構，現場施工安全責任要落實到個人；
2.電站廠房施工現場安全負責人要定期的對施工人員進行安全知識教育，增強現場施工人員的安全意識；
3.安排工程安全員，全天候的在施工現場進行巡視，一旦發現安全隱患，及時安排人員進行整改，勒令正在進行危險操作的施工人員立即停止操作并回到安全地帶；
4.加大安全宣傳力度，在施工現場容易發生安全事故的地方，掛上安全提示；
5.建立獎罰制度，對于違反安全制度的施工人員進行處罰，對于沒有違反安全措施的施工人員給予一定的經濟補助。
6.提倡文明施工，在施工現場修建封閉圍墻，并做好道路澆筑施工，統一規劃供管線，保證溝道暢通、規范。設置垃圾箱，保證施工現場的清潔。
結束語
電站廠房是利設施中基礎部分，廠房施工具有工期短、工程量大、施工質量要求高等特點，針對這行特點，制定合理的施工方案以及施工管理制度。加強對電站進度控制，但必須遵循相應的原則，并且不能以犧牲施工質量為前提。加強施工質量管理，首先要加強質量監督，做好技術交底工作，嚴格的按照施工方案施工。另外還需要加強施工安全管理，采取安全措施，保證施工的安全也是保證施工質量與進度的保障。
參考文獻：
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110kV變電站是高壓配電網的關鍵節點，其安全穩定運行十分重要。變電站的避雷針是防止變電站架構以及其他設備遭受雷擊侵害的重要裝置。因為雷擊的危害極大，所以必須保證110kV變電站的避雷針正常工作。受到自身的結構特點、交變風載荷以及溫度變化等多種因素的影響，變電站避雷針的薄弱部位極易出現疲勞斷裂。針對上述問題，在分析避雷針斷裂原因的基礎之上，本文給出了預防110kV變電站避雷針斷裂的方法與措施。
110kV變電站在我國的用量很大，作為城市輸變電的關鍵節點，其安全與穩定運行是城市工業生產與人民幸福生活的重要保障。在我國的一些沿海地區，雷雨天氣十分常見，雷電對變電站站內設備的安全運行威脅很大。為了避免雷擊，變電站采用避雷針將雷電引入大地，保護變電站的設備安全。變電站的避雷針通常細并且長，在自身結構、材料特點以及交變風力的作用下，久而久之會發生斷裂。針對以上問題，本文圍繞如何預防110kV變電站避雷針斷裂的問題展開研究，給出了預防避雷針斷裂的方法與措施。
2、避雷針斷裂原因分析
2.1變化的風力載荷
110kV變電站的避雷針不但承受靜載荷的作用，而且還受風力載荷的作用。因為避雷針通常細并且長，所以受隨時間不斷變化的風力作用，避雷針不間斷地發生形變，日積月累，避雷針與法蘭的連接處的金屬構件變脆，甚至在避雷針管與法蘭連接處產生裂縫，最終在變化的風力載荷的作用下避雷針在法蘭位置處發生斷裂。
2.2惡劣的環境溫度
避雷針通常由鋼質材料制成，隨著環境溫度的不斷變化，鋼材的塑性和韌性也隨著溫度不斷變化，隨著時間的推移，鋼材的塑性和韌性會逐漸下降。特別是在我國東北地區，那里的冬天特別寒冷，白天的平均氣溫達到零下20℃左右，最冷時甚至達到零下35℃左右；在這樣的低溫環境下，避雷針的裂紋迅速擴大；特別是在大風天氣，斷裂類型由塑性斷裂變成脆性斷裂。
2.3不合理的結構設計
避雷針并不是一體式結構，而是通過法蘭螺栓連接的結構。避雷針本體分為多段，段與段之間通過鋼板卷焊插入法蘭鉸接而成。避雷針在外力的作用下，法蘭鉸接接頭對鋼管壁產生很大的橫向剪切力，特別是在焊縫處更是如此，導致法蘭連接會產生裝配應力。當長時間使用之后，避雷針在法蘭角焊縫處產生彎曲應力，最終引起避雷針鋼管在法蘭位置處首先開裂；更為嚴重的是，隨著時間的推移，避雷針在最薄弱的部位發生斷裂。
2.4材料的力學特性
110kV變電站的避雷針由金屬鋼管制成，其材料的力學特性是引起避雷針斷裂的原因之一。例如，2008年12月我國某變電站的獨立避雷針發生斷裂，該避雷針高56m，分8段法蘭連接，材質為Q235B；經過現場勘查發現，其中一個法蘭的焊口上開裂約400mm。通過事后對Q235B的力學特性分析，該種材料在-20℃～0℃之間的韌性大幅下降，抗沖擊能力非常低。在惡劣天氣外力的作用下，避雷針很容易發生斷裂。
3、避雷針防斷裂措施
3.1加固避雷針段法蘭
通過對斷裂的避雷針進行斷口分析可知，當避雷針發生斷裂時，裂紋通常起源與外壁，擴展區域有雜物萌生，表明避雷針在斷裂處受到的是彎曲應力作用，斷口屬于剪切滑移性質。這表明，避雷針在法蘭連接部位最容易發生斷裂。為此，必須在避雷針法蘭位置均勻地焊接上加強筋，每個法蘭的加強筋數目并不一定相同，需要根據法蘭與避雷針在不同段上的直徑共同決定。
3.2使用高性能材料
采用高性能的金屬材料能夠大大地降低110kV變電站避雷針斷裂的幾率。在一些發生斷裂的避雷針案例中，金屬材料經常選擇Q235B。大量的力學試驗表明，雖然Q235B的常溫力學性能能夠保證，但是在低溫時其抗沖擊能力十分低下。這種材質的避雷針不適合在東北這種嚴寒氣候的地區使用。為了提高在低溫環境下避雷針的金屬強度，可采用Q345C直縫鋼管代替Q235B直縫鋼管，此外法蘭推薦采用Q345B。
3.3定期檢查
受風力載荷、惡劣天氣以及自身材料性能降低的影響，避雷針本體的金屬強度與結構強度勢必不斷減弱。為了避免和盡早地發現金屬裂紋以便預防避雷針斷裂，不但在制造避雷針時實施二級焊縫檢查和100%無損檢查外，而且還要進行定期現場檢查，特別重點檢查避雷針的主要受力部位。
4、結語
關鍵詞：智能變電站；一次設備；框架設計
Abstract: with the rapid development of China's electric power enterprises in accelerating the pace of implementation of substation intelligent, has become an important task for the power department, intelligent primary equipment is an important basis for the realization of substation intelligent, it is not only the typical parts of the whole system, and the structural basis of intelligent substation. Therefore, the relevant departments should attach importance to the design of intelligent primary equipment frame. This paper introduces the design of the intelligent primary equipment frame, on the basis of intelligent substation operation needs for intelligent unit design, configuration and reasonable, so as to ensure that the intelligent primary equipment frame design can meet the demand of intelligent substation operation station.
Keywords: intelligent substation; secondary equipment; framework design
中圖分類號：TM 734文獻標識碼：A文章編號：
目前，我國智能電網的構成主要包括電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電以及調度幾個環節，具有信息化、自動化和互動的智能技術特征。在構成智能電網的6個環節中，變電站所起到的作用是最大的，其一次設備智能化特征充分體現了智能電網的核心理念和內涵，代表了變電站的先進技術和發展方向。因此，智能一次設備框架的設計是一項重要的工作，相關部門必須對其給予高度的重視，采取科學合理的設計方案來實現智能變電站的穩定運行。
一、智能一次設備框架的設計方案
1.1結構設計
圖1：智能一次設備的結構設計圖
一般來說，智能一次設備的構成主要包括電氣和信息兩個部分。其中，電氣部分主要包括一次設備本體、互感器、傳感器以及操作結構等幾個部分，信息部分則為智能組件及其內部所配置的智能單元。從圖1中我們可以看出，該設計方案對于電氣部分和信息部分都有較為科學的設計。電氣部分中主要包括電氣接口和地線接口兩部分，其中，電氣接口主要是用來連接一次設備本體和變電站電氣主接線，地線接口主要是用于連接設備整體的保護接地。信息部分中所包含的接口主要有5種類型，這些接口都連接著智能組件，從而實現變電站的智能化運行。此外，在對智能一次設備框架進行設計的時候，一次設備本體、互感器和傳感器以及智能組件3個部分，可以根據實際需求選擇分離制造或集成制造。
1.2工作原理
由于各個變電站的類型和運行需求各不相同，因此在對智能一次設備進行設計的時候，也應該按照實際情況采取科學合理的設計方法。通常情況下，智能變電站運行中智能單元的實現主要可以分為信息采集與處理、數據分析以及決策3個過程。具體流程圖如圖2所示。
圖2：智能單元實現具體流程圖
在信息采集與處理、數據分析以及決策這3個過程中，信息采集與處理中所涉及到的信息主要包括設備運行的狀態、專項接口以及上層命令等多個方面的信息，這些信息通過特定的接口向系統的智能組件進行傳輸，以此來提供系統對其統一處理；數據分析過程主要是在相關信息采集和處理之后，根據系統的實際需求來從大量數據中提取有用的信息，并分析處理的結果；決策過程主要是根據數據處理的結果，結合系統的具體需求來實現變電站運行的智能化。
二、對于智能單元的設計
對于變電站智能單元的設計，主要包括狀態監測與設備記錄和測量計量與智能操作幾個方面：
2.1狀態監測與設備記錄
通常情況下，變電站一次設備無論是在絕緣狀態、運行狀態還是機械狀態下，都有各自的狀態量信息，狀態檢測主要是對這些信息進行提取，并且根據對這些信息的分析和處理來判斷一次設備目前的所屬狀態，從而對設備實行相應的操作。設備記錄主要是對設備的一些相關信息進行如實記載，這些信息主要包括設備的型號、參數、歷史故障、所采用的檢修方法以及使用壽命等。對這些信息的記錄主要是為了更好的對設備進行管理，使其作用能夠最大限度的發揮出來。
2.2測量計量與智能操作
測量計量與智能操作也是智能單元設計的一項重要工作。其中，測量計量主要是根據互感器和傳感器的采樣數據進行實時電氣量和開關量的測量、電能的計量等計算，使工作人員能夠對互感器和傳感器的工作有一個全面而又系統的了解。智能操作主要是根據對一次設備相關的數據分析的結果以及設備的實際運行狀態，針對不同的任務采取相應的操作，從而實現變電站一次設備的智能化。
三、配置方案的合理選擇
配置方案的合理選擇對變電站智能化運行的實現具有不可或缺的意義。隨著社會各個領域對電力系統運行要求的不斷提高，以往的每個設備配置一個智能組件的方案不僅浪費資金，而且還不能很好的滿足用戶的需求。由此可見，配置方案的合理選擇不僅能較為經濟的滿足一次設備的智能化發展，而且還能夠減少網絡負擔，增加設備操作的便利性。為了確保配置方案的選擇科學合理，根據智能變電站智能一次設備框架的需求，對于智能開關的配置、智能變壓器的配置以及雙母分段主接線的配置主要采用的方案如圖3、圖4、圖5所示。
圖3：智能開關的配置圖
圖4：智能變壓器的配置
圖5：雙母分段主接線的配置圖
三、結語
綜上所述，隨著社會各個領域對電力系統運行要求的不斷提高，實現變電站智能化運行也得到了相關部門人員的高度重視。為了能夠從根本上滿足用戶對電力系統的需求，工作人員應該根據變電站智能化運行的需求，分別對變電站的一次設備框架、智能單元以及配置方案進行科學合理的設計，以此來實現變電站的智能化運行，促進我國電力企業的可持續發展。
參考文獻：
[1]羅理鑒,黃少鋒,江清楷.智能變電站智能一次設備框架設計[J].《電力自動化設備》.2011(11)
