不同形式的构架上避雷针性能对比分析

介绍了变电站构架上避雷针的常用形式(包括变断面单杆式钢管和角钢格构式),以某500kV变电站工程中构架上避雷针为例,通过在MIDAS结构分析软件中建立构架模型,对2种常用形式的构架上避雷针性能进行分析,得到各自的应力、变形和用钢量情况。计算结果表明,变断面单杆式钢管避雷针的杆件应力低于角钢格构式避雷针,变断面单杆式钢管避雷针的变形则高于角钢格构式避雷针;角钢格构式避雷针的用钢量约为变断面单杆式钢管式的74%,从结构性能、安全性和经济性角度综合考虑,角钢格构式避雷针优于变断面单杆式钢管避雷针。     

220 kV/110 kV变电构架结构选型

首先介绍220 k V、110 k V变电构架常用的结构类型,包括:钢管A字柱+三角桁架梁,钢管A字柱+单钢管梁,矩形断面角钢格构式梁+柱。然后,对这三种结构类型,进行受力性能、用钢量等的比较,最后,根据不同的工程条件,选出220 k V、110 k V变电构架最合适的结构类型。     

500kV桂山变电站格构式全联合构架设计

利用格构式全联合构架具有占地少、投资省的优点,500kV桂山变电站在南方电网内首次采用了这种新型构架。介绍了该变电站构架的结构特点、荷载工况、基础形式以及建模计算方法,并将格构式全联合构架与钢管柱式全联合构架、常规构架（钢管柱加格构式）进行技术和经济比较。得出结果：在技术上,格构式全联合构架加工简单;在经济上,格构式全联合构架分别比钢管柱式全联合构架、常规构架节省用钢量约6％、10％,节约占地约15％、50％。说明变电站采用格构式全联合构架具有明显的社会效益和经济效益,符合变电站布置紧凑化的发展趋势。     

安徽省电力公司2009年科技进步奖(一等奖)

500 kV多方向高跨度格构式角钢结构全联合构架设计研究安徽省电力公司基建部安徽省电力设计院本项目的设计研究改变了常规钢管排架结构形式,开发出一种全新的格构式角钢全联合构架结构,充分发挥了钢材强度性能,提高了材料利用率;同时利用等代刚架模型进行格构式全联合构架结构体系     

220 kV人字柱变电构架-格构横梁结构选型分析

以三门和六门220kV人字柱出线构架为例,设计4种国内外变电站常用的变电构架型式。运用有限元分析软件进行变电构架空间整体分析,对比不同构架横梁型式和不同梁、柱节点连接方式的优劣,并进行经济性比较。研究结果表明,梁、柱节点刚接时,变电构架横梁采用格构式角钢梁较单根钢管梁杆件利用率高;变电构架横梁采用格构式钢管梁时,梁、柱节点刚接杆件利用率高于铰接;梁、柱节点铰接时,构架柔度较大,各杆件位移较大;提出较为合理的220kV人字柱变电构架型式:构架横梁采用格构式钢管梁、钢管弦杆、角钢腹杆、梁和柱节点铰接。     

采用可控电抗器MCR的新型柔性无功补偿关键技术研究

本项目的设计研究改变了常规钢管排架结构形式,开发出一种全新的格构式角钢全联合构架结构,充分发挥了钢材强度性能,提高了材料利用率;同时利用等代刚架模型进行格构式全联合构架结构体系的选取,通过格构式梁柱不同截面尺寸进行经济截面的比选以及基础形式的优化确定。目前已在安徽电网600kV安庆变电站中得到应用并取得成功,社会和经济效益明显。     

750 kV钢构架节点试验研究

钢管格构式构架中出（母）线梁弦杆与构架柱主材的连接,无论从构造还是受力上都很复杂,同时这种节点又是构架结构的关键部位之一,目前关于这种节点的受力性能尚未有研究报道。结合渭南东750kV输变电工程,针对这种节点的受力性能进行了6个足尺实型节点在拉（压）、剪复合作用下的试验研究。试验节点承受荷载均大干其设计承载力,并具有较大的安全裕度,说明所设计的节点是安全可靠的。试验还表明,在节点板及与之相连的附近钢管截面存在较大的应力集中现象。虽然钢管截面个别点上应力达到了屈服应力,但对整个节点的受力性能未有影响;试验进一步表明,所采用的6．8级镀锌螺栓即使在荷载远大于设计承载力时,也未有较大的滑移和松动。     

双层双排8连跨联合750kV构架的设计研究

±800kV灵州换流站交流滤波器母线构架首次采用750 kV构架,构架采用空间双排双层8连跨联合的布置形式。通过对A型柱和格构式构架比较分析最终采用钢管格构式构架形式。计算分析发现导线拉力和风荷载足够大时,温度作用对构架的影响不是随构架纵向长度加长而成线性增长,从而构架不需再设置温度伸缩缝断开成4跨+4跨的形式。同时对750 kV构架的杆系布置进行优化,使其更美观简洁。     

钢混组合结构大跨越输电塔主柱和节点的试验研究

为了给工程设计提供参考依据,对钢混组合结构大跨越输电塔中的格构式角钢-钢管混凝土主管和钢管混凝土-钢管相贯节点等关键技术进行了试验研究,获得了格构式角钢-钢管混凝土主管的整体稳定性能、破坏模式和承载力以及钢管混凝土-钢管相贯节点的管壁变形、应力集中系数和承载力数据,并提出了承载力计算方法,可用于类似结构的设计中。     

500kV安徽安庆变电站格构式角钢结构全联合构架设计研究项目通过评审

2009年4月25日．安徽省电力设计院在项目评审会上介绍了《500kV格构式角钢结构全联合构架设计研究》的主要内容,包括参考规程规范、工程设计参数、计算假定及计算方法的选取,荷载组合、各种方向大风工况的确定,用等代模型进行格构式构架结构选型,估算梁柱截面高宽比,梁柱截面选择,基础选型等。与会专家和代表一致认为：《500kV格构式角钢结构全联合构架设计研究》总体分析结论正确;计算模型及计算参数选用正确,梁柱截面确定合理;     

螺栓连接四角钢十字和双角钢T字截面的格构式设计方法

现行的GB 50017-2017《钢结构设计标准》规定螺栓连接的双角钢T字截面应按格构式缀板柱进行计算(四角钢十字截面未明确),需满足公式的使用条件,即缀板线刚度不小于分肢线刚度的6倍,但未明确T字截面缀板线刚度的定义和计算方法。规范未考虑普通螺栓连接的滑移引起截面绕虚轴剪切变形增大的影响;作为缀件的螺栓剪切计算也未给出。穿过截面虚轴的连接螺栓等同于格构式轴心受压柱的缀板;用分肢长细比的修正放大考虑剪切变形,截面绕虚轴的换算长细比也相应放大;根据挠曲变形,给出连接螺栓抗剪承载力的计算公式。参照格构式轴心受压缀板组合构件,对四角钢十字和双角钢T字截面分别给出分肢不先于整体压屈破坏的最小分肢长细比。     

Q420大规格角钢在±800 kV 特高压杆塔中的应用

大规格角钢肢宽与肢厚均较大,截面面积比常规输电铁 塔角钢大得多,可大幅提高单构件承截力。分析认为单肢大 规格角钢替代双拼组合角钢是可行的;以±800 kV特高压直流 锦屏-苏南输电线路中JC1 转角塔为分析对象,在相同的荷载 条件下,主材分别采用Q420 大规格角钢、双拼组合角钢进行 设计、加工与真型试验,对主材采用Q420 双拼组合角钢与 Q420 大规格角钢塔进行了经济性分析。结果表明：主材采用 Q420 大规格角钢的JC1 塔比主材采用Q420 双拼组合角钢JC1 塔承载力要高,塔重减轻约5%,每基铁塔综合造价节省约 7.4%。     

Q420大规格角钢在±800 kV特高压杆塔中的应用

大规格角钢肢宽与肢厚均较大,截面面积比常规输电铁塔角钢大得多,可大幅提高单构件承截力.分析认为单肢大规格角钢替代双拼组合角钢足可行的;以±800 kV特高压直流锦屏-苏南输电线路中JC1转角塔为分析对象,在相同的荷载条件下,主材分别采用Q420大规格角钢、双拼组合角钢进行设计、加工与真型试验,对主材采用Q420双拼组合角钢与Q420大规格角钢塔进行了经济性分析.结果表明:主材采用Q420大规格角钢的JC1塔比主材采用Q420双拼组合角钢JC1塔承载力要高,塔重减轻约5%,每基铁塔综合造价节省约7.4%.     

750 kV钢管格构式构架相贯节点设计研究

提出了一种750 kV矩形钢管格构式构架的新型节点方案——半相贯半螺栓连接节点,即柱在等宽度的窄面采用相贯节点、变宽度的宽面仍采用节点板螺栓连接节点,梁在前后平面采用相贯焊节点、上下平面仍采用节点板螺栓连接节点。通过节点真型试验、有限元仿真验证分析,得出此种方案在技术上是可行的,可以做到结构安全,并且结构构造更加简单、外形美观,同时镀锌、运输和安装方便;在经济上,相比全部节点板螺栓连接时,半相贯半螺栓连接节省柱子总重10%的用钢量,节省梁总重12%的用钢量。     

屋外配电装置大型钢构架的施工安全控制

宁夏电力公司承建的银川东750kV变电站是目前国内电压等级最高的超高压变电站工程,该工程屋外配电装置构架采用格构式钢构架。750kV构架柱采用变断面圆钢管矩形格构弦杆、热轧圆钢管腹     

输电铁塔构件的夹具式与打孔连接式加固方法的试验研究

由于输电设备的更新升级对输电杆塔提出了特定的结构承载力要求,我国现存的输电杆塔结构亟待合理的改造和加固。输电杆塔主材一般采用不加固原截面形式、夹具连接形式、十字板打孔连接形式、一字板打孔连接形式这4种连接形式。本文采用21组试验工况进行了主材角钢的轴心受压静力加载试验,得出了加固后主材角钢的荷载-位移曲线、极限承载力以及荷载-应变曲线;并通过与未加固构件承载力的对比,研究了连接形式、加固位置、加固点数量对加固效果的影响。     

66kV管母线跨路全联合构架结构设计

介绍一种新型66 kV构架结构,其出线构架梁和中间构架梁采用多边形钢管横梁,出线构架柱和中间构架柱采用A型钢管杆设计,母线构架与进线构架柱和中间构架柱相连组成全联合构架.运用PKPM、MIDAS软件对模型进行大风、覆冰、运行安装等工况的计算和验算,结果表明全联合构架强度、刚度和稳定性满足要求,结构设计紧凑,减少构、支架基础量及钢材量,具有良好的经济性.     

直流跨越杆塔选型与结构优化

大跨越高塔是以风荷载为控制设计的高耸结构, 风荷载引起的弯矩甚至起决定作用。角钢构件与钢管构件相比, 其最主要的是风载体型系数比钢管大, 这也是角钢塔耗钢量高的主要原因。所有规格的角钢杆件均要进行稳定强度折减验算, 而对常用规格的钢管而言几乎无需进行稳定强度折减验算。钢管材料各向同性, 不存在强轴、弱轴之说, 加之钢管的回转半径、截面刚度比角钢大, 稳定性能大大优于角钢。并且跨越塔钢管方案总体价格比角钢方案低。因此, 在三沪直流大跨越工程中, 选择了钢管塔结构, 塔身腹杆采用刚性腹杆, 在塔头与塔身连接处设置水平横隔面。     

如何准确计算变电所母线横梁复杆的弯角?

答:三角构架式母线横梁由于结构轻、稳定性好,在110kV～500kV变电所安装中被广泛应用。构架的横截面为不规则多边形,主要受力件常采用等边角钢,在角钢上的复杆无论是角钢或圆钢、无论是焊接或用螺栓连接,连接处必须弯头。尤其是简支大跨度钢结构,如果弯角不准确,复杆与主材接触面不贴合、焊缝张口太大,焊缝不够长时构件强度和刚度都得不到保证,影响使用性能。     

1000kV构架风振系数的计算研究

1000kV变电构架高度高,荷载大,结构重要性高,采用钢管格构式结构,自振周期大,属高柔结构,在风荷载作用下的动力响应相当显著。基于Matlab,采用Davenport风速谱对大气边界层的脉动风速进行模拟,并将风荷载作用于构架上,使用Ansys分析1000kV构架的风振响应。根据风振系数的定义,在风振响应计算结果的基础上,对1000kV构架各分段的风振系数进行了计算,并与基于相关规范的设计取值进行了比较。计算结果表明,构架x向与y向的风振响应并不完全相同,通过理论计算所得的风振系数并不与高度完全成比例,x向风振系数在构架横梁处存在较大的突变。杆件内力计算结果表明,只要取值合理,构架设计时,格构式部分可沿全高取统一风振系数,与根据各分段实际风振系数计算所得杆件内力的误差并不大。