強若辰 嚴(yán)薇 盧義兵 曹強飛

【摘 ?要】變電站雙層架構(gòu)出線方式能夠有效地減少配電裝置的占地面積。本文首先對變電站雙層出線架構(gòu)的影響因素進行了詳細(xì)的闡述與分析，其次，對變電站雙層架構(gòu)柱的選材進行了充分的探討，最后，對變電站雙層架構(gòu)的出線方案進行了詳細(xì)的介紹，希望可以為變電站雙層架構(gòu)出線方案的設(shè)計提供一定的借鑒與參考。

【關(guān)鍵詞】變電站;雙層架構(gòu);鋼結(jié)構(gòu);出線方式

1引言

隨著社會的不斷前進與發(fā)展，電力系統(tǒng)在人們的日常生活中發(fā)揮著越來越重要的作用，已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚囊徊糠?。變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)著電能轉(zhuǎn)換與分配的重要作用。在當(dāng)前階段，變電站的架空出線結(jié)構(gòu)通常采用單層架構(gòu)，這種架構(gòu)在應(yīng)用過程中通常占用的土地面積較大。對于一些經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)，土地資源有限，單層架構(gòu)的變電站出線方式難以滿足實際需求。因此，本文開展變電站雙層架構(gòu)典型出線方案的研究，具有一定的現(xiàn)實意義。變電站雙層架構(gòu)的出線方案能夠有效的減少配電裝置占用面積，而且能夠?qū)崿F(xiàn)在一個空間間隔寬度內(nèi)出線兩回，具有較為廣泛的發(fā)展前景。在當(dāng)期階段，針對變電站雙層架構(gòu)出線方式的研究較少，因此，本文從輸電線路的自重與張力、出現(xiàn)構(gòu)架的著力因素兩個方面對變電站雙層架構(gòu)出線方案設(shè)計中的影響因素進行了探討，并對變電站雙層架構(gòu)柱的選材與出現(xiàn)方案進行了介紹，這對于進一步提升變電站架構(gòu)出線方式的合理性具有一定的積極意義。

2變電站雙層出線架構(gòu)的影響因素

2.1輸電線路的自重與張力

在變電站架構(gòu)上，輸電線路的受力主要包括兩個方面，分別是自身的重力與張力，因此，導(dǎo)線的最低點與兩端懸掛點在垂直方向上存在的一定的距離，也就是弧垂現(xiàn)象。另外，隨著輸電線路自重的增加，弧垂現(xiàn)象也就越明顯，同時，輸電線路所受到到的張力也在增加，且張力與重力的比值也在不斷增加，不僅會給變電站的出現(xiàn)架構(gòu)帶來較大的負(fù)擔(dān)，而且還存在一定的安全隱患。因此，在對變電站雙層出現(xiàn)架構(gòu)的設(shè)計中，需要對導(dǎo)線的自重與張力進行全面的考慮，將弧垂控制在合理的范圍之內(nèi)，并在此基礎(chǔ)上，合理的對相間距離以及輸電線路的排線方式進行設(shè)計，確保變電站出線架構(gòu)能夠滿足實際需求。與此同時，還可以通過適當(dāng)提升輸電線路截面面積的方式，提升輸電線路的抗拉能力。

2.2出現(xiàn)構(gòu)架的著力因素

變電站的出現(xiàn)架構(gòu)在實際應(yīng)用中，除了會受到輸電線路重力與張力對架構(gòu)的影響之外，還有一些同樣十分重要的著力因素，例如，來自地線的張力等。另外，變電站出線架構(gòu)在著力方面還包括一些環(huán)境因素，例如，大風(fēng)、降雨、降雪等氣象天氣都會對使得變電站出線架構(gòu)的受力情況發(fā)生一定的改變。在大風(fēng)天氣下，輸電線路在風(fēng)力的作用下，會導(dǎo)致輸電線路的受力情況以及弧垂發(fā)生改變，從而影響到變電站的出線架構(gòu)。在降雨或降雪天氣下，輸電線路上會覆蓋一定的雨水或雪，同樣會改變輸電線路以及出現(xiàn)架構(gòu)的受力情況。除此之外，變電站輸電線路在定期的檢修與維護中，檢修工作人員以及檢修設(shè)備也會增加出線構(gòu)架的受力。因此，在變電站出線構(gòu)架的設(shè)計中，應(yīng)該對這些因素進行全面而又詳細(xì)的考慮，如果考慮不夠全面，會使得變電站的出現(xiàn)架構(gòu)在實際應(yīng)用中存在一定的安全隱患，甚至?xí)?dǎo)致變電站的出現(xiàn)架構(gòu)在惡劣天氣下發(fā)生安全事故。

3變電站出線架構(gòu)的架構(gòu)柱選材

在當(dāng)前階段，變電站出現(xiàn)架構(gòu)的架構(gòu)柱選材主要有以下兩種方式。第一，鋼筋混凝土環(huán)形桿。這種方式所采用的的原材料主要是鋼筋與混凝土，這些原材料在我國都有著較為豐富的儲量，價格相對較為低廉，在變電站出線架構(gòu)的構(gòu)建上，所需要投入的成本較低，正是因為如此，鋼筋混凝土環(huán)形桿的變電站出線架構(gòu)在我國有著較為廣泛的應(yīng)用。但是，鋼筋混凝土環(huán)形桿的變電站出線架構(gòu)同樣也存在著一定的弊端。一方面，鋼筋混凝土環(huán)形桿的自重較大，在實際的施工過程中難度較大。另一方面，鋼筋混凝土環(huán)形桿在生產(chǎn)與制造的過程中，對工藝的要求較為嚴(yán)格，如果在某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，則鋼筋混凝土環(huán)形桿的質(zhì)量很難得到保障，在實際的應(yīng)用過程中容易出現(xiàn)裂縫，而且內(nèi)部的鋼筋在長時間的使用后容易出現(xiàn)老化現(xiàn)象，給變電站出線架構(gòu)的正常使用帶來嚴(yán)重的威脅。除此之外，鋼筋混凝土環(huán)形桿的變電站出線架構(gòu)在后期的使用維護中，所需要投入的費用較高。第二，鋼管柱。近些年，鋼結(jié)構(gòu)由于自重輕、可靠性高等眾多優(yōu)點，逐漸被廣泛的應(yīng)用在了建筑工程當(dāng)中。在變電站出線架構(gòu)的構(gòu)建中，利用鋼管柱的變電站出線架構(gòu)具有眾多的優(yōu)勢。與鋼筋混凝土環(huán)形桿的變電站出線架構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)的變電站出線構(gòu)架雖然在構(gòu)建上所需要投入的成本較高，但是，其不僅在生產(chǎn)與制造上較為方便，而且在后期的使用維護上所需要投入的費用也較低。除此之外，鋼結(jié)構(gòu)的變電站出線構(gòu)架還具有更換改造方便，回收利用率好等眾多優(yōu)點。從變電站出線架構(gòu)的全壽命周期中來看，采用鋼結(jié)構(gòu)的變電站出線構(gòu)架的優(yōu)勢十分明顯，因此，本文在變電站雙層構(gòu)架的出現(xiàn)方案中采用鋼結(jié)構(gòu)。

4變電站雙層架構(gòu)的出線方案

本文研究采用鋼結(jié)構(gòu)，通過STAAP.Pro軟件建模分析雙層出線構(gòu)架，在滿足構(gòu)架強度、穩(wěn)定性的條件下，合理控制柱頂位移及梁的撓度，選擇合理的構(gòu)架柱、梁截面尺寸。具體的出線方案設(shè)計如下：由于雙層架構(gòu)出線，要保證出線后線路分支的方便，還要保證現(xiàn)有的線路終端塔的充分利用，所以考慮到基本的終端塔的設(shè)計，采用雙回路的出線方案，雙回路的出線方案可以采用兩種方式，具體的方法如圖1和2所示，分別是同塔同間隔雙回路出現(xiàn)與同塔異間隔雙回路出現(xiàn)。同塔同間隔方式的兩個回路來自同一間隔，而同塔異間隔方式的兩個回路來自不同間隔。另外，對同回路的相間距離和危險相進行了驗算，并且驗算合格。

5結(jié)束語

本文針對當(dāng)前變電站單層出現(xiàn)架構(gòu)的局限性，對變電站雙層出線架構(gòu)的設(shè)計進行了研究，包括變電站雙層架構(gòu)的影響因素、構(gòu)架柱的選材與出線方案。雙層粗線架構(gòu)在變電站上的應(yīng)用，不僅對于有效減少變電站對土地的占用面積具有十分重要的作用，而且對于變電站工程的發(fā)展也具有著里程碑的意義。

參考文獻：

[1]齊進平.變電站架空線路改造工程施工關(guān)鍵技術(shù)的探討[J].建材與裝飾，2018（38）：246-247.

[2]張瑞永，陶青松，竇飛，趙新宇，賈振宏.220kV變電站雙層架構(gòu)典型出線方式研究[J].電力科學(xué)與工程，2012，28（05）：6-11.

[3]何慧雯.電纜出線變電站運行特性分析[D].華中科技大學(xué)，2007.

[4]林權(quán).變電站主變壓器進出線方案設(shè)計要點[J].河南建材，2018（02）：231-233.

[5]楊文戈，李亞哲.變電站110kV側(cè)GIS設(shè)備增加出線間隔改造[J].電世界，2017，58（11）：12-15.

（作者單位：國網(wǎng)陜西省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院）