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    電廠技術改造

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    電網抗震對變壓器、斷路器、隔離開關等提出高要求

    發布時間:2016/7/31 22:20:50 閱讀次數:

    我國位于世界兩大地震帶:太平洋地震帶與歐亞地震帶之間,是地震多發國家之一。據中國地震臺網中心消息,中國大陸平均每年發生5級以上地震20次,6級以上地震4次,7級以上平均3年2次。

    而在各類自然災害中,地震對電力工程的危害最大,具有范圍廣、損失大、恢復困難等特點。隨著社會工業化與現代化程度的提高,人們對電力的依賴程度也越來越高。但地震災害的一大顯著特征就是對電力系統的破壞,以及由此引發的停電、停水、停產、火災、通信中斷、救援困難等一系列問題。自上世紀60年代以來,我國發生了十幾次對電氣設備造成震害較大的地震,如1975年海城地震(7.3級,震中9度)、1976年的唐山地震(7.8級,震中11度),2008 年的汶川地震(8.0級,震中11度),以及最近發生的蘆山地震(7.0級,震中9度)。

    隨著經濟建設的發展、電壓等級的提高、設計方案的優化、設備類型的改進,每一次地震災害都為電網抗震技術的改進、設計規范的完善提供了寶貴的經驗。

    在汶川地震之后,國家電網公司于2008年6月20日下發了《國家電網公司輸變電工程抗震設計要點》,對工程選址、場地地震評價、巖土工程勘察、結構抗震設計、建筑非結構構件抗震設計、配電裝置選型、設備選型、設備安裝及地震次生災害防治等方面均提出了明確的要求。

    另外,針對震害調研中出現的問題,國家電網公司聯合相關機構、院校啟動了一批電力設施抗震相關科研課題,包括震害機理、抗震設計、減隔震技術的理論與試驗研究,以及《電力設施抗震設計規范》(GB500260-96)的修訂,取得了一系列成果。

    開展了輸變電工程抗震設計研究。結合汶川震后電網受損情況的調研,評價目前電力設施抗震設計標準的適用性,通過國內外抗震設計標準的對比、分析,對現行抗震設計規范進行梳理,提出修改意見和建議。同時對具體電氣設施的抗震設計進行研究,通過理論與試驗分析工作,研究地震作用下電氣設備的動力特性、連接性能及薄弱部位,評估電氣設備在不同烈度的水平地震作用下的抗震能力,在技術經濟合理的前提下,研究在工程建設中切實可行的抗震措施,為災后電網的恢復重建和今后電網輸變電工程設計提供指導性意見和建議。

    開發了電氣設備減隔震技術研究及減隔震裝置。研究內容主要包括變電站設備的地震破壞機理研究、動力特性理論分析與試驗研究、減震技術及措施研究、地震臺抗震試驗與減震效率試驗研究、技術經濟對比分析以及工程設計及應用研究等。

    項目針對低矮型和細高型設施分別提出了采取隔震和減震的技術方案,建立了相應的設計與選型方法,研發了安裝方便、設計參數靈活、性能穩定的系列隔震和減震裝置,通過變壓器、避雷器、斷路器、隔離開關等設施的地震臺試驗驗證了其減震效率在30%至70%之間,表明該技術投資少、成效高,具有較好的經濟和社會效益。

    這一項目的研究成果已經分別在四川下孟、甘肅臨江、云南清水海等新建變電站工程得到了成功應用,其中四川下孟變電站投運三年多來已經經受了30余次4級以上的地震考驗而未見任何損壞。

    同時,對《電力設施抗震設計規范》進行修訂。經過科研、設計、試驗、設備等單位的通力合作,新版《電力設施抗震設計規范》已經獲住房與城鄉建設部批準發布,定于2013年9月1日開始實施。相對于96版設計規范,新規范做了較大改進,吸收了汶川大地震電力設施及電力設備受損情況的經驗和教訓,適當提高了電力設施的抗震設計標準;調整了規范的適用范圍;對電氣設施的動力抗震設計方法、支架動力放大系數、荷載效應組合以及地震試驗等提出了更明確的要求;增加了電氣設備的隔震與消能減震設計;適度增加了主廠房鋼筋混凝土結構布置的要求,對特別不規則布置提出了限制條件;補充了棧橋與相鄰建構筑物間在高抗震設防要求時的連接方式等內容;明確了抗震驗算桿塔的設計原則。

    對特高壓變電設備抗震安全評估與減震設計進行研究。立足于我國特高壓建設實際,結合工程的重要性、前期規劃、特高壓設備的結構特點和工程設計需求等情況,從設防標準、支架動力放大作用、連接法蘭彎曲剛度簡化、抗震評估方法、減震設計及減震裝置設計等方面出發,結合震害調研、規范對比、理論分析、數值仿真、試驗驗證等研究手段,系統地獲得了符合特高壓工程特點且與我國特高壓工程建設需求相協調的地震安全評估與減震設計方法、減震裝置等研究成果,并編制了相應的評估規程與減震設計規程,項目研究成果為特高壓設備的抗震設計、評估、優化、加固等提供了較為系統的解決方案。

    以上科研成果的逐漸落實,將為電網設施整體抗震水平的提高打下了較好的基礎,但也還需要做好以下幾方面的工作:

    充分利用蘆山地震電網震害數據,結合現有的科研成果和有關規范的要求,進一步調整與細化電網設施的抗震設防目標,達到經濟水平、技術條件、社會需求、使用壽命、地震概率等因素的協調統一。

    落實新規范的相關要求,通過設備廠家、設計院、咨詢與鑒定單位的共同努力,確保入網設備的抗震能力,確保設計方案的安全合理。
    加快減震隔震技術的推廣應用,電氣設備的功能要求與結構特點決定了其抗震能力相對較弱,減隔震技術不改變原設備的設計方案,具有投資少、免維護、易安裝、效果好的優點。

    結合電網工程中的新材料、新設備、新設計等先進技術的應用,繼續開展電網設施抗震方面的科研工作,并逐步由單體設備的抗震能力擴展到變電站甚至區域電網的整體抗震可靠度研究,加強電網的整體抗震安全保障。
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