GIS电站抗震计算及支撑设计-第2页-北极星输配电网

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2 550 kV GIS电站抗震性能计算

2.1 计算目的

通常情况下，对GIS电站抗震性能进行计算的目的，不仅是为了设计GIS安全、可靠运行所需的钢结构支架，还实现了对GIS设备(母线、支架等)在各种载荷工况下的强度进行校验，与此同时，还能够得到混凝土地基对支架的支反力，进而使550 kV GIS电站稳定运行。

2.2 计算模型

对于550 kV GIS电站抗震性能计算来说，其主要内容包括GIS电站中所有部件和钢结构支架。由于GIS电站很容易受到元件和钢结构自重的影响，因此，采用ANSYS Mechanical进行支架和元件结构静力学与动力学分析。根据相关要求，将地震激励在水平方向的强度设为0.2 g，在竖直方向的强度设为0.1 g，基于此，选择相应的地震加速度谱进行动力学分析。

2.3 结论及其检查

根据材料的相关属性，进而校验普通直管外壳的应力、钢结构支架的应力、钢结构支架的位移和化学螺栓的拉力是否合格。材料的相关属性如表1所示。

表1 材料的相关属性

材料许用应力

MPa弹性模量

MPa泊松比线膨胀系数

1/K

NT10901207×1040.332.2×10-5

NT13811257.1×1040.332.42×10-5

NT1383807×1040.332.4×10-5

NT11042352.06×1050.281.21×10-5

根据上述资料得出，以CM66为规范依据，最恶劣的工况可定义为1.333P+1.333T+1.5V，其中静力为P，MPa;T代表热应力，MPa;V代表风载荷，MPa。据此，对普通直管外壳的应力、钢结构支架的应力、钢结构支架位移和化学螺栓拉力进行校验，确认其是否合格。a) 对于普通直管外壳的应力来说，以CM66为规范依据，它的最大等效应力77.2 MPa，为屈服应力的96.5%，而以根据IEEE693-2005规范要求，其最大等效应力为74.6 MPa，为屈服应力的93.2%。由此可见，普通直管外壳的应力符合相关要求。对于钢结构支架的应力而言，以CM66为规范依据，它的最大等效应力为 197 MPa，为屈服应力的83.8%，而以根据IEEE693-2005规范要求，其最大等效应力为212 MPa，为屈服应力的90.2%。由此可见，钢结构支架的应力符合相关要求。对于钢结构支架的位移来说，普通直管的钢支架可能发生的最大位移为58.6 mm，支架高度为7 300 mm，根据ASCE规范，该高度允许的最大位移量为7300×1/100=73mm。而空气套筒的钢支架可能发生的最大位移为27.1mm，支架高度为7 988 mm，根据ASCE规范，该高度允许的最大位移量为7 988 mm×1/200=40 mm，因此，钢结构支架的位移符合相关要求。对于化学螺栓的拉力来说，普通直管的支架所用化学螺栓的最大拉力为设计拉力的98.6%，它是符合相关要求的，但空气套筒的支架所用锚栓的最大拉力超过M30锚栓的设计拉力，不符合相关要求，因此，在使用过程中，建议使用更大锚栓，或每个支架的脚采用4个螺栓支撑[3]。

原标题：GIS电站抗震计算及支撑设计

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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GIS电站抗震计算及支撑设计

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