【摘要】本文首先針對概率靈敏度技術(shù)做出了簡要研究，進而側(cè)重于對單側(cè)支撐變電構(gòu)架的可靠性程度予以詳細分析，結(jié)合單側(cè)支撐變電構(gòu)件工程實例，以實踐研究的方式展開系統(tǒng)分析與說明，現(xiàn)總結(jié)并報告如下。

【關(guān)鍵詞】概率靈敏度；變電構(gòu)架；可靠性；計算；分析

對于整個電力系統(tǒng)而言，變電構(gòu)架的有效性無疑是至關(guān)重要的一環(huán)。在當前技術(shù)條件，按照變電構(gòu)架材料屬性的差異性對其進行劃分，基本有①高強鋼管梁柱模式；②鋼管混凝土模式；③預(yù)應(yīng)力混凝土環(huán)形桿模式；④焊接式鋼管模式這幾種類型。通過對相關(guān)數(shù)據(jù)資料的分析不難發(fā)現(xiàn)：電力系統(tǒng)建設(shè)過程中有關(guān)變電構(gòu)架材料模式的選取多以焊接式鋼管模式為主。做出此種選擇的最關(guān)鍵原因在于：鋼筋式鋼管模式變電構(gòu)建在實踐應(yīng)用電力系統(tǒng)中有著較強的適應(yīng)性能力。并且此種變電構(gòu)架結(jié)構(gòu)體系相對而言較為簡單，施工及后期維護難度較低。從這一角度上來說，現(xiàn)階段有關(guān)變電構(gòu)架可靠性的分析與研究重點指有關(guān)焊接式鋼管模式變電構(gòu)架可靠性的分析。

1.概率靈敏度技術(shù)計算流程分析

在有關(guān)概率靈敏度的計算過程當中，首先應(yīng)當關(guān)注的問題是對輸入?yún)?shù)的合理選?。汉唵蝸碚f，在進行概率靈敏度的計算過程當中，必須針對所輸入?yún)?shù)的數(shù)量、類型以及概率分布趨勢予以有效確定。借助于對蒙特卡羅法的綜合應(yīng)用，結(jié)合既定的概率數(shù)值針對輸入?yún)?shù)進行抽樣處理。在此基礎(chǔ)之上可以通過對抽樣數(shù)值的模擬及循環(huán)計算獲取與目標數(shù)值密切相關(guān)的方差數(shù)值以及均值數(shù)值。從這一角度上來說，在針對輸入?yún)?shù)進行選取的過程當中應(yīng)當確保輸入?yún)?shù)具備以下兩個方面的基本條件：①所輸入?yún)?shù)應(yīng)當具備對計算數(shù)值的一定影響；②所輸入?yún)?shù)應(yīng)當在實際環(huán)境下具備一定程度上的不確定性特征。在輸入?yún)?shù)選擇完成之后，還應(yīng)當關(guān)注對輸出參數(shù)選擇處理的有效控制：在蒙特卡羅計算思維模式作用之下，輸出參數(shù)從某種程度上來說等同于目標結(jié)果。這也就是說可以通過大量的模擬運算實現(xiàn)對與輸出數(shù)值相關(guān)統(tǒng)計特征及概率分布趨勢的有效獲取，進而也就能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入?yún)?shù)敏感性程度的有效判定。從這一角度上來說，對于輸出數(shù)值控制參數(shù)的選取應(yīng)當以結(jié)構(gòu)或是構(gòu)建最大應(yīng)力參數(shù)、最大轉(zhuǎn)角參數(shù)或是最大位移參數(shù)為準，從而確保概率靈敏度計算數(shù)值的可靠性與真實性。

2.基于概率靈敏度技術(shù)變電構(gòu)架的可靠性分析

2.1變電構(gòu)架實例分析

本文后續(xù)計算所涉及到的變電構(gòu)架總體跨度參數(shù)為27m，高度參數(shù)為26m。支撐形式為單側(cè)支撐，兩側(cè)人字柱有效支撐高度為9m/18m。變電構(gòu)架支撐材料的選取以等級為Q235圓鋼管為主，鋼管內(nèi)外徑尺寸參數(shù)分別為368mm/380mm。特別值得注意的一點在于：考慮到整個單側(cè)支撐變電構(gòu)架橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)定為格構(gòu)式鋼梁，為實現(xiàn)對概率靈敏度計算程序的簡化，將其按照等剛度原則進行轉(zhuǎn)換（格構(gòu)式→圓鋼管）。此項轉(zhuǎn)換過程中所涉及到的轉(zhuǎn)化模型示意圖如上圖所示（見圖1）。

2.2概率靈敏度計算過程中輸入?yún)?shù)及輸出參數(shù)的選取分析

首先，對于概率靈敏度計算過程中的輸入?yún)?shù)而言，本次分析過程中所確定的輸入?yún)?shù)指標包括如下幾個方面：①.材料屈服強度參數(shù)；②.支撐鋼管直徑/壁厚參數(shù)；③.設(shè)備荷載參數(shù)；④.初始狀態(tài)結(jié)合缺陷參數(shù)（柱頂位置幾何缺陷參數(shù)+柱間位置幾何參數(shù)）；⑤.導線作用荷載參數(shù)這幾個方面。特別值得注意的一點在于：柱頂幾何缺陷參數(shù)的輸入能夠針對柱頂與柱頂衡量在變電構(gòu)架安裝過程可能出現(xiàn)的誤差參數(shù)?？紤]到柱頂橫梁上往往懸掛有大量的設(shè)備及導線裝置，因此對于這一缺陷參數(shù)輸入數(shù)值的設(shè)定取值較大。在針對輸入數(shù)值各變量指標進行數(shù)學分布處理的過程當中，應(yīng)當選取的分布方式為帶有上界及下界劃分的截斷高斯分布方式，這一方式能夠最大限度的方式所抽中的樣本為概率極小點位置的樣本（一般意義上將其確定為指標參數(shù)允許波動值范圍內(nèi)±10%比例）。本文所例舉單側(cè)支撐變電構(gòu)架中各項輸入變量參數(shù)的統(tǒng)計特征示意表如下表所示（見表1）。其次，對于概率靈敏度計算過程中的輸出參數(shù)而言，考慮到變電構(gòu)架在整個電力系統(tǒng)正常運行中所發(fā)揮的重要意義，針對輸出參數(shù)的選取應(yīng)當尤為慎重，建議將人字柱柱截面最大應(yīng)力參數(shù)作為輸出數(shù)值，確保其相對于整個變電構(gòu)架可靠性的直接影響。

2.3計算數(shù)值結(jié)果分析

按照上文有關(guān)概率靈敏度計算流程的分析，在大量迭代循環(huán)計算及收斂處理作用之下能夠針對包含各項樣本值參數(shù)的輸入指標數(shù)值予以統(tǒng)計，具體的數(shù)據(jù)示意表如下表所示（見表1）。通過對表1中相關(guān)數(shù)據(jù)的分析不難發(fā)現(xiàn)：以上各項變量輸入?yún)?shù)樣本值在經(jīng)過迭代循環(huán)及收斂處理之后仍然能夠維持在所預(yù)定的假設(shè)范圍之內(nèi)，并且正態(tài)分布偏度數(shù)值以及抽樣計算偏度數(shù)值基本呈現(xiàn)為0值，由此可以推定以上抽樣數(shù)據(jù)為合理且可靠的。與此同時，在有關(guān)輸出參數(shù)樣本統(tǒng)計特征的分析過程當中不難發(fā)現(xiàn)：在施加整個變電構(gòu)架設(shè)計荷載作用力的狀態(tài)下，單側(cè)支撐人字柱最大應(yīng)力參數(shù)表現(xiàn)為壓應(yīng)力，其方差數(shù)值達到12.72。從其分布范圍（-209.8，-146.2）得出其偏度較小，這也就意味著以上各樣本點在眾數(shù)周邊表現(xiàn)較大的峰態(tài)以及較為密集的分布形式。

2.4概率靈敏度分析

通過對輸入?yún)?shù)數(shù)值在預(yù)設(shè)概率情況下相對于輸出參數(shù)影響的分析可以判定整個單側(cè)支撐變電構(gòu)架的可靠性程度。一般情況下，多采取柱狀圖或是餅狀圖的方式針對這一敏感度數(shù)值予以反映。在此之前，還應(yīng)當確定有關(guān)判定變電構(gòu)建可靠性程度的顯著性水平。本文所研究實例中將顯著性水平取值范圍設(shè)定在0～1范圍之內(nèi)。無限趨向于1，則說明分析相對于各變量的靈敏度情況越為重視，無限趨向于0，則說明分析相對于各變量的靈敏度情況越為忽視。上圖（見圖2）即為在預(yù)設(shè)50%顯著性水平狀態(tài)下的概率靈敏度示意圖?；谝陨戏治隹梢缘弥轰摴鼙诤駞?shù)、導向水平方向張力參數(shù)、鋼管外徑參數(shù)以及材料強度參數(shù)是決定人字柱最大應(yīng)力數(shù)值高低的關(guān)鍵指標，應(yīng)當在變電構(gòu)架的實踐運用過程當中予以重點關(guān)注。

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