电网地震安全性与地震可恢复性评价理论研究

摘要

电网是城市工程系统的重要组成部分，对于社会生产、居民的日常生活及其他社会活动均起着至关重要的作用。一旦电网在地震中遭受破坏导致无法维持正常供电时，还将会严重影响灾后的应急救援和快速重建，造成更大的损失。
　　国内外关于电网设施或设备抗震的研究多集中在电网单体元件（设施、设备）的抗震能力、地震易损性、减隔震措施、灾害损失评估以及电网可靠性分析等方面，而电网在遭受地震时能否保持安全运行并持续供电，以及震后是否能够快速恢复等方面的研究并不多见。目前，仍不知道对电网在遭受地震动作用时保持安全运行的能力以及震后恢复能力的强弱如何进行评价。在电网设施或设备地震易损性研究成果的基础上，进一步评价地震时电网保持安全运行以及震后能否及时恢复的能力，是提高电网的地震安全性能和加快震后恢复进度的重要前提。针对这些问题，本文开展了以下工作:
　　(1)介绍了电网的组成以及电力设施的震害特点，总结了国内外关于安全性评价理论、可恢复性理论以及电网地震易损性、地震安全性和地震可恢复性的相关研究现状。
　　(2)统计了汶川地震中电力设施地震易损性相关结果，对地震安全性的相关概念和涵义进行了阐释，分析了影响变电站和输电线路地震安全性的主要因素，并提出了变电站、输电线路地震安全性指数。分别进行了变电站和输电线路地震安全性等级划分方法研究，提出将变电站、输电线路的地震安全性划分为“优”、“良”、“中”、“差”四个等级。
　　(3)统计分析了汶川地震中电力设施易损性与震后恢复时间之间的关系。定义了变电站地震可恢复性，将变电站地震可恢复性划分为“优”、“良”、“中”、“差”四个等级。提出了变电站地震可恢复性指数及其计算式，对汶川地震中102个变电站样本的可恢复性指数计算，建立了地震可恢复性等级与可恢复性指数之间的对应关系。分析了变电站可恢复性指数、烈度与恢复时间之间的关系，统计了变电站地震可恢复性矩阵，提出了变电站地震可恢复性快速评估模型。
　　(4)估算了汶川地震中绵阳和德阳地区输电线路的震后恢复进度，绘制出对应的恢复进度图。将输电线路地震可恢复性划分为“优”、“良”、“中”、“差”四个等级，提出了输电线路地震可恢复性指数，对阿坝、广元、绵阳等地共213条输电线路的可恢复性指数进行了计算，分析了输电线路可恢复性指数与烈度之间的关系，建立了基于汶川震害资料的输电线路地震可恢复性矩阵，提出了输电线路地震可恢复性快速评估模型。
　　(5)以克拉玛依地区电网为例，分别计算了22座变电站、33条输电线路的地震安全性指数和地震可恢复性指数，对变电站和输电线路各自的地震安全性等级和地震可恢复性等级进行了评价。最后，提出了整体电网的地震安全性和可恢复性评价方法，并对克拉玛依地区整体电网的地震安全性等级和可恢复性等级进行了评价。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1选题背景及研究意义

1．2电网地震安全性研究现状

1．2．1电网组成及震害基本特点

1．2．2安全性评价的起源与发展

1．2．3电网的安全运行管理评估

1．2．4电网地震安全性评价

1．3电网地震可恢复性研究现状

1．3．1可恢复性的起源与发展

1．3．2电网地震可恢复性

1．4各章节内容

第二章电网地震安全性

2．1引言

2．2电力设施易损性统计

2．3地震安全性的涵义

2．4变电站地震安全性

2．4．1地震安全性影响因素

2．4．2建筑物地震安全性

2．4．3高压电气设备地震安全性

2．4．4变电站地震安全性指数

2．4．5变电站地震安全性等级评价

2．4．6 GIS变电站地震安全性

2．5输电线路地震安全性

2．6绝对地震安全性讨论

2．7小结

第三章变电站地震可恢复性

3．1引言

3．2变电站恢复时间统计

3．3变电站地震可恢复性涵义

3．4变电站可恢复性等级划分

3．5变电站可恢复性指数

3．5．1可恢复性指数与计算式

3．5．2可恢复性指数与可恢复性等级的关系

3．5．3三类设施对可恢复性的表征性分析

3．6变电站可恢复性与地震烈度的关系

3．6．1可恢复性指数～恢复时间与烈度的关系

3．6．2变电站可恢复性矩阵

3．6．3变电站地震可恢复性快速评估模型

3．7 GIS变电站地震可恢复性

3．8小结

第四章输电线路地震可恢复性

4．1引言

4．2震后恢复时间分析

4．2．1绵阳地区输电线路

4．2．2德阳地区输电线路

4．3输电线路地震可恢复性等级划分

4．4输电线路可恢复性指数

4．5输电线路可恢复性与地震烈度的关系

4．5．1可恢复性指数与烈度的关系

4．5．2输电线路地震可恢复性矩阵

4．5．3输电线路地震可恢复性快速评估模型

4．6小结

第五章克拉玛依地区电网算例

5．1引言

5．2变电站算例

5．2．1地震安全性计算

5．2．2地震可恢复性计算

5．3输电线路算例

5．3．1地震安全性计算

5．3．2地震可恢复性计算

5．4克拉玛依地区整体电网算例

5．4．1电网地震安全性

5．4．2电网地震可恢复性

5．5小结

第六章结论与展望

6．1结论

6．2展望

参考文献

致谢

作者简介

攻读硕士期间发表的文章

攻读硕士期间参与的科研项目