引言：在电力资源需求不断提升的情况下，电力系统中的110kV变电站的设计和建造重要性逐步提升。结合电力行业和建筑行业的发展进行分析，钢结构因其独特的优势在变电站建筑中得到了广泛应用。为了保证110kV变电站运行期间的效率和安全可靠性，需要结合实际技术要求来进行钢结构建筑设计，并为后续设计提供科学的技术参考。
1、110kV变电站钢结构建筑设计技术要求
1.1安全性
变电站工程与其他房屋建筑工程有极大的区别，在于所涉及的地下基础施工中含有很多管线预埋，钢结构综合配电室的变电站施工也是如此，整个变电站的接线设备预埋、排水消防管道，以及地下室中所含的其他设备等都属于基础施工中的工序[1]。在技术应用时，需要确保其安全性能符合相关规定。在110kV 变电站钢结构建筑设计时，第一，要确保钢结构的稳定性和强度。设计内容需要根据钢结构、电气设备、建筑物附属设施等重量进行考虑，还需要兼顾恶劣环境下的风、雪以及地震等荷载。设计师要结合实际情况来进行建筑结构设计，确保钢结构应用过程中，稳定性不会因为外界因素的干扰受到影响。第二，短路电动力荷载。变电站在运行的过程中会发生短路故障，故障瞬间会出现较大的电动力，设计师通常会选择加强设备支架与钢结构的连接、增加结构的刚度和阻尼等方式，确保有效降低短路电动力对钢结构和相关电力设备的影响。第三，防火设计。110kV变电站运行期间，会存在火灾风险，预防控制不及时可能引发严重的安全隐患。在进行设计时，基于安全性考虑，需要严格遵守相关防火规范，根据实际需求在钢结构表层涂刷防火涂料，或者采用防火板材包裹，降低火灾对钢结构承载能力的影响，保证事故发生以后留出最佳救援时间。
1.2耐久性
110kV变电站钢结构建筑的耐久性要求能够降低变电站的运维成本支出。第一，选择耐久性强的钢材。根据变电站所处区域位置进行气候分析，并严格检查相关质量报告，选择钢材的质量或者对其进行耐久性的防护。第二，施工之前，严格检查钢材质量，做好表面处理工作。若钢材表面存在油污、锈迹等，需要对其进行清洁，涂刷防腐涂层，并结合变电站周边的气候、环境以及使用需求来选择合适的涂层。第三，钢材的节点处容易出现水分、杂质的残留和积累，时间一长容易导致腐蚀情况加重。除了在整体设计时，尽量避免残留，还可以在钢材节点处采用密封胶、垫圈等密封措施，确保其状态稳定。第四，考虑到钢材在温度和湿度作用下的变化，预留伸缩缝和变形缝，避免产生变形、裂缝等情况。第五，确保检修时间和频率的科学性，以及检修人员的专业素养，对发现的问题及时进行修复，从而保证钢结构的使用寿命得到延长，变电站的运行也更加稳定。
1.3功能性
随着电力行业的不断发展，变电站作为电力系统中的重要环节，其建设和更新换代也日趋重要[2]。在110kV变电站钢结构建筑设计中，功能性方面的需求能够有效保证变电站运行的稳定性。第一，变电站内部要设置值班室、休息室等满足运维人员基本生活需求的区域和相关设施，确保人性化。第二，在设计时，需要结合电气设备的需求进行空间布置，保证维修人员拥有充足的维修空间，也需要确保不同电气设备之间的安全距离，避免热度无法排除，引发火灾。第三，在建筑物高度设计，要根据设备使用需求预留出充足的尺寸、便于来往人员通行，并保证各类管道、线路设施的有效安装。第四，根据设备通风需求设置好通风口、应用通风性能良好的材料进行围护，保证机械设备的散热需求；保证光线充足，设置窗户的数量和高度以及尺寸，确保自然光和室内光照分布均匀，为运维人员维修安全提供保障。第五，配备并定期检查消防器械的状态，科学设计排水系统，并定期进行应急实战演练，保证在面对紧急事故时，相关人员能够积极响应、有效处理。
2、110kV变电站钢结构建筑设计常见技术
2.1结构分析技术
110kV变电站结构方案需依据现场条件、工期进度及工程造价等因素综合评判[3]。110kV变电站钢结构建筑设计结构分析技术的有效应用，能够保证结构安全可靠，具体技术分为有限元分析和结构动力分析。从有限元分析方面进行阐述，将钢结构进行离散，并计算不同荷载作用下小单元的反应情况。比如，以某钢柱进行举例，离散后形成大量的小单元，输入200Gpa的弹性模量、0.3泊松比等参数，以及钢柱的精确尺寸。施加0.3kN/m²至0.8kN/m²之间的风荷载、0.2kN/m²至0.5kN/m²之间的雪荷载、结构自身以及设备重量等多种荷载组合，并应用有限元分析软件进行计算，测算出结构各部位的应力分布，并与规范参数进行比对，选择个性化的结构优化方案。从结构动力分析的角度进行分析，构建动力模型，分析结构的各项参数，输入地震波的加速度时程，进行发生地震时的各环节响应情况，根据响应数据来在刚度、质量等方面进行调整，以此确保钢结构在不同环境下的稳定性。
2.2节点连接技术
110kV变电站钢结构建筑设计中，节点连接技术能够确保钢结构的整体性和稳定性。第一，变电站钢结构建筑设计应用较为广泛的高强螺栓连接，相比于普通螺栓，能够大幅度提升夹紧力。第二，焊接连接时，需要保证焊条和母材的匹配。比如，在进行10mm厚的钢板对接焊缝处理时，应用手工电弧焊，直径为4.0mm的焊条，在160A-210A的电流下，焊接速度可达约150mm/min-200mm/min。第三，栓焊混合连接，这种连接方式融合了以上两种节点连接方式的优点，通常适用于复杂节点连接。在进行110kV变电站钢结构建筑节点连接时，还需要保证详细掌握节点的构造形式和受力特点，根据实际情况调整节点设计和具体施工方向，并做好涂刷防腐涂料、热浸镀锌处理等防腐措施，以此保证节点的实际使用寿命得到有效延长，提升变电站整体的安全性能。
2.3防火防腐技术
防火防腐技术能够有效规避潜在的风险，第一，通常应用防火涂料和防火板材进行处理，需要根据变电站钢结构的实际需求来选择不同厚度的防火涂料。以110kV变电站的钢结构柱进行举例，若是耐火极限需要达到2.5小时，则选择25mm的厚型防火涂料，降低热量传递速度。第二，在进行防火涂料涂刷应用时，需要保证钢结构表面的清蒸清洁，分层涂刷时，要控制好每层厚度，保证干燥后再进行下一层涂刷；在进行重要钢结构梁防火操作时，包裹防火板材。第三，应用热浸镀锌、富锌涂料涂装和阴极保护等方法，根据实际需求进行防腐，确保防腐寿命得到有效延长。第四，在实际防火防腐技术应用时，还需要结合110kV变电站的实际情况和使用要求进行分析，选择合适的防火防腐技术进行应用。比如，沿海地区的变电站长期处于湿润环境中，需要着重耐腐蚀操作，根据实际需求防腐涂层的厚度，并定期进行维护，确保变电站的使用寿命得到延长。
结论：简而言之，通过对110kV变电站钢结构建筑设计的技术要求和具体技术进行分析，能够明确变电站稳定运行的重要因素。未来，伴随着电力行业的不断进步和技术更新迭代，110kV变电站钢结构建筑的设计也会得到持续性的优化和完善，确保完美应对各种挑战。
参考文献：
[1]夏翔,吴俊,楼颖杰. 钢结构综合配电室在变电站中的建设施工 [J]. 石河子科技, 2023, (01): 28-29.
[2]谢军. 变电站钢结构梁柱节点连接的优化设计 [J]. 江苏建材, 2023, (05): 62-63.
[3]张保龙,沈涛,陈燕,等. 某工程110kV变电站结构方案优化设计 [J]. 武汉大学学报(工学版), 2021, 54 (S1): 162-165.