變電站優化設計研究

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摘要：為進一步探索變電站220kV架構的優化設計方法，在研究中采用3D3S軟件對某一實際工程案例進行簡單的研究與分析，并重點闡述220kV變電站架構的優化設計注意要點，希望能對廣大從業人員有所啟發。

關鍵詞：變電站；220kV架構；優化設計；3D3S

一直以來我國針對變電站架構設計均采用標準化設計方法，為了控制安全性，往往存在較大的安全富裕，但是這也在一定程度上造成了嚴重的資源浪費?；诖朔N情況，對變電站輸電鐵塔架構開展優化設計具有非常重要的意義[1]。在本文的研究當中選擇采用3D3S軟件對某一220kV變電站架構進行建模分析，并探索優化設計的具體方法。

1空間模型

采用3D3S作為空間建模工具，根據工程實際情況建立模型，該模型的具體架構如圖1中所示。完成空間模型建立之后，還需要根據工程實際情況，將架構所承擔的荷載施加到結構之上。具體來說所需要施加的荷載主要包含：地震力、風力、導線、架構本身重量以及導線所受到的風荷載等。在進行荷載施加時需要嚴格按照實際情況進行分析，并合理施加荷載。

2檔距選擇

檔距的選擇是桿塔結構設計中所考慮的重點內容，同時也是控制工程成本的重要方法。單基桿塔的重量及單位公里桿塔數量決定了單位公里的塔重。單基塔重與桿塔基礎成反比[2]。因此，在實際當中針對檔距的選擇往往只能依賴于經驗，即在滿足結構受力的前提之下盡量選擇最優的檔距?；诖朔N情況，在本文的研究當中結合筆者的實際工作經驗，針對不同的塔型設計了多組不同的檔距方法，并對不同設計方案的單位公里塔重進行了測算。根據比選結果，在該工程當中所采用的檔距如表1所示。

3基礎選型

在桿塔設計中基礎具有非常重要的意義，也是影響工程造價的重要因素，尤其是隨著電壓等級的不斷提升，基礎造價在工程總造價中所占據的比例正在不斷提升[3]。另外，基礎設計涉及的因素相對較多，需要綜合考慮施工條件、施工進度要求、承載力等多種要求。因此，基礎選型也存在著較大的難度[4]。基于此種情況，在本文當中以SJ411C型桿塔為例對基礎選型進行了分析。該桿塔基礎最初選擇采用斜柱插入式基礎，基礎露頭為900mm，埋深為4.5m，具體設計如下頁圖2所示。但是經施工單位反饋在開挖過程中出現流砂，同時基坑存在嚴重坍塌情況，若繼續采用原有基礎設計方案，則必須要做好基坑支護以及井點降水技術處理，這必然會造成成本費用的嚴重浪費。在本工程項目當中綜合考慮多種因素，選擇將基礎進行擴大處理，同時將實際地基情況輸入到3D3S中對基礎進行承載力、上拔穩定驗算、下壓穩定驗算、沖切破壞驗算，具體設計結果如圖3所示。

4結語

以某一220kV變電站為例分析了變電站架構的優化設計方法，指出了桿塔檔距選擇以及基礎選型優化設計方法，希望能對變電站架構設計優化有所啟發。

參考文獻

[1]何勇，劉瑋，劉漢生，等.三滬直流輸電線路工程桿塔優化設計[J].電力建設，2008（6）：30-34.

[2]張子富，楊靖波.提高導線懸掛高度的桿塔結構優化研究[J].電力建設，2009，30（5）：35-38.

[3]王強，田云.重冰區220kV線路桿塔選型與設計優化[J].中國高新技術企業，2015（9）：40-41.

[4]陳策.淺析送電線路施工過程中桿塔基礎的改型和優化[J].中國新技術新產品，2015（12）：80.

作者:李彩紅 單位:國網山東省電力公司經濟技術研究院