بحث حول كفاءة التثبيت الميداني لمحولات الجهد المنخفض المثبتة على قاعدة

1. المقدمة

لتحسين جودة خدمات التزويد بالكهرباء، يواصل نظام الطاقة تعزيز إصلاح وتحديث المحولات باستمرار. كمعدات عالية الجودة ومتطورة، تم استخدام المحولات المثبتة على القاعدة بشكل متزايد في نظام الطاقة في السنوات الأخيرة. خاصة في المناطق مثل المكسيك لمشاريع بمستوى فولتية 23 كيلو فولت، تلعب دورًا مهمًا بسبب مميزاتها الفريدة. ومع ذلك، فإن وقت التركيب والبناء النسبي الطويل قد قيد إلى حد ما انتشارها. لذلك، يعد البحث العميق عن طرق لتقليل وقت التركيب وتحسين الكفاءة له أهمية كبيرة لتعزيز التطبيق الواسع للمحولات المثبتة على القاعدة (التي تحتاج إلى الوفاء بالمعايير المحلية مثل شهادة NOM).

2. خصائص وأصول المحولات المثبتة على القاعدة

تمتاز المحولات المثبتة على القاعدة بصغر حجمها، وسهولة نقلها، وانخفاض الضوضاء، مع مستوى عالٍ من الأتمتة. تتبنى مفهوم التصميم الكامل والمغلق والذكي، مما يسمح بإعداد معلمات التشغيل عن بعد للتحكم بدقة في الرطوبة والحرارة داخل وخارج الخزان، مما يضمن التشغيل الآمن. فيما يتعلق بتحسين جودة الكهرباء، يتمتع بنوك مكثفات هذه المحولات بمعدل تشغيل عالٍ، مما يمكنه من السيطرة بشكل فعال على فقدان الطاقة في نظام الطاقة. يتم التحكم في الحمل الكهربائي في الطرف عالي الجهد بواسطة مفتاح مخصص، مع دعم التبديل تحت الحمل. يمكن إغلاق المفتاح كهربائيًا، مما يسهل التشغيل الآلي للشبكة التوزيعية. بالإضافة إلى ذلك، تم تحسين بعض المنتجات للتصميم المضاد للزلازل، مما يجعلها مناسبة لاحتياجات البناء في المناطق المعرضة للزلازل مثل المكسيك.

3. المشاكل في استخدام المحولات المثبتة على القاعدة
3.1 التأثيرات البيئية والحياتية

نقاط توزيع المحولات المثبتة على القاعدة خاصة، غالبًا ما توضع في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية (مثل مركز المناطق السكنية، والأماكن المركزية للمجمعات المبنية، وعلى جانبي الطرق). الضوضاء والتلوث الناتجان عن البناء والتشغيل قد يؤديان إلى تأثيرات سلبية على البيئة المحيطة وحياة السكان. على سبيل المثال، إذا أدى تركيب المحولات المثبتة على القاعدة بمستوى فولتية 23 كيلو فولت في مدن المكسيك إلى اضطرابات طويلة الأمد للسكان، فسوف يؤدي ذلك إلى الشكاوى، لذا فمن الضروري تقليص فترة البناء وتقليل التأثير.

3.2 المشاكل المتسلسلة في بناء الأساس

يتطلب بناء الأساس التقليدي باستخدام الخرسانة الصب في الموقع حفر المرافق البلدية وتكدس المواد الأساسية والمعدات الكهربائية، مما له تأثير كبير على موقع البناء والموقع الخارجي والحركة المرورية، مما يعيق سفر السكان والأمان المروري. في بعض مدن المكسيك ذات المرافق البلدية الكثيفة، يتطلب هذا النوع من البناء التنسيق الإضافي لإعادة توجيه الأنابيب، مما يبطئ التقدم بشكل أكبر.

3.3 القيود على طرق البناء

البناء القديم يستغرق دورة طويلة من بناء الأساس حتى الإكمال (عادة 13 يومًا)، مما يحد من نطاق استخدام المعدات وحجم البناء، مما يجعل من الصعب استغلال مميزات المحولات المثبتة على القاعدة بشكل كامل. في سياق التقدم السريع في بناء الطاقة في المكسيك، لا يمكن أن يلبي نمط البناء غير الفعال احتياجات تحديث الشبكة التوزيعية على نطاق واسع.

3.4 المخاطر الأمنية والتكاليف المخفية

خلال بناء الأساس باستخدام الخرسانة الصب في الموقع، إذا كانت علامات التحذير غير واضحة أو الأحواض محطمة، فمن السهل حدوث حوادث أمنية مثل إصابة المشاة أو دخولهم إلى موقع البناء، مما يزيد من مخاطر البناء والتكاليف. تفرض المكسيك رقابة صارمة على سلامة البناء، وسيؤدي هذه المشاكل إلى غرامات مرتفعة وتأخير في البناء.

3.5 صعوبات التحويل والصيانة التشغيلية

يشمل مشروع المحولات المثبتة على القاعدة تحويل زيادة السعة، والذي يتطلب انقطاع الطاقة لفترات طويلة، مما يؤثر على استهلاك الكهرباء للسكان وجودة خدمات التزويد بالكهرباء. كما أنه من الممكن حدوث أعطال أثناء الصيانة والتصليح اللاحق، مما يزيد من صعوبات البناء. تفرض المكسيك متطلبات عالية لموثوقية التزويد بالكهرباء، وسيؤدي توسع نطاق الانقطاع إلى تأثير خطير على الحياة اليومية والأنشطة التجارية. لمجمل ذلك، رغم أن المحولات المثبتة على القاعدة تتمتع بمميزات عند اختيارها في وسط المدن (مثل المناطق الحضرية في المكسيك)، إلا أن العيوب مثل فترات البناء الطويلة تعيق ترويجها. أصبح تقليص وقت التركيب هو المفتاح لتحقيق مميزاتها وإدارة البناء بكفاءة.

4. تحليل أسباب طول فترة التركيب والبناء للمحولات المثبتة على القاعدة

تولد عملية تركيب المحولات المثبتة على القاعدة ضوضاء وغبارًا، مما يتدخل في البيئة المعيشية. يتضمن بناء الأساس التقليدي باستخدام الخرسانة الصب في الموقع حفر المرافق العامة، مما يحتل مساحة ويعرقل الحركة المرورية، مع دورة تتراوح بين 12-15 يومًا، مما قد يؤدي إلى دخول غير قانوني للسكان والمركبات، مما يزيد من المخاطر.

يتضمن بناء الأساس التقليدي باستخدام الخرسانة الصب في الموقع العديد من الإجراءات. يشكل حفر الأساس 8٪، وصب الخرسانة والمعالجة 84٪، وتثبيت الأجهزة الكهربائية 8٪. يعتبر تحسين شكل الأساس نقطة الدخول الأساسية لحل مشكلة طول فترة التركيب. خاصة في المكسيك، حيث يجب الوفاء بمتطلبات شهادة NOM والتصميم المضاد للزلازل، يتم وضع معايير أعلى لاختيار الأساس.

5. استراتيجيات للتثبيت الفعال للمحولات المثبتة على القاعدة في الموقع
5.1 الاستعداد جيدًا قبل التثبيت

للتحقق من التثبيت الفعال، يجب القيام بتجهيز المعدات مسبقًا. قم بفحص معدات ومواد المحولات المثبتة على القاعدة. وفقًا لنوع وكفاءة (مثل مستوى 23 كيلو فولت)، اختر الملحقات ذات الخسائر المنخفضة والأداء العالي ومناسبة لشهادة NOM المكسيكية والحاجات المحلية. استعرض المواد وفقًا للمواصفات الجديدة والمعايير الصناعية، واعد الرسومات الهندسية، وأعد العزل المائي وتقوية المرافق مسبقًا للأماكن التي ستقبل (مثل المناطق المعرضة للتآكل بسبب مياه الأمطار) وفقًا للرسومات، واختبر المكونات المضغوطة. اتصل بالفنيين لإعادة قياس أداء المحول وأجزائه لضمان مطابقتها للمعايير التصميمية، مما يخلق الظروف اللازمة للبناء. كما يجب الانتباه للتفاصيل المتعلقة بالتصميم المضاد للزلازل لتكييفها مع الظروف الجيولوجية المحلية.

5.2 تحسين شكل الأساس

يمكن أن تكون أسس المحولات المثبتة على القاعدة من الخرسانة المسلحة، أو الهياكل الفولاذية، أو المكونات الخرسانية المسبقة الصنع، وكل منها له مميزاته وعيوبه:

5.2.1 أساس الخرسانة المسلحة

يسهل بناؤه وتشغيله، ولكنه يحتاج إلى 3 أيام للمعالجة. لديه مقاومة ضعيفة للشد والتشققات، وهشاشة عالية، ويتم تلفه بسهولة تحت الحمل الزائد. مقاومة التآكل للمكونات المصدأة ضعيفة، وهو معرض للتشققات تحت درجات حرارة مختلفة كبيرة. من الصعب تكييفه مع مشاريع المحولات المثبتة على القاعدة بمستوى 23 كيلو فولت في المكسيك التي تتطلب تصميمًا مضادًا للزلازل واستقرارًا عاليًا للأساس.

5.2.2 أساس الهيكل الفولاذي

خفيف الوزن ويمكن اللحام والتشكيل المباشر لتثبيته، مما يقصر الدورة. ولكن لديه مقاومة ضعيفة للماء. تنخفض قوته وصلابته بشكل حاد تحت فرق درجة حرارة 300 درجة مئوية، ويكون معرضًا للهشاشة والكسر عند درجات الحرارة المنخفضة. الكلفة عالية (كلفة أساس المحولات المثبتة على القاعدة أعلى بنسبة 20٪). في بيئة العمل الخارجية طويلة الأمد (مثل البيئة المكشوفة في المكسيك)، يكون معرضًا للتشوه والتلف بسبب تغيرات درجة الحرارة والرطوبة، مما يؤثر على سلامة الهيكل. يتطلب تقوية إضافية ضد التآكل والزلازل، مما يزيد الكلفة والصعوبات.

5.2.3 أساس الخرسانة المسبقة الصنع

له مميزات كبيرة في مشاريع المحولات المثبتة على القاعدة بمستوى 23 كيلو فولت في المكسيك وفي السيناريوهات التي تتطلب شهادة NOM والتصميم المضاد للزلازل: التصنيع في المصنع يضمن استقرار الخصائص الميكانيكية للهيكل مع انحراف صغير؛ يتم تشكيل المكونات مسبقًا وتسليمها إلى الموقع، مما يقلل من وقت المعالجة في الموقع؛ الجودة ممتازة، السطح ناعم، مما يتوافق مع معايير الزخرفة الخرسانية، ويعمل على التنسيق مع المبنى؛ الإنتاج في المصنع يقلل من التلوث، مما يلبي متطلبات البناء البيئي. يمكن أيضًا تحسينه من خلال التصميم المضاد للزلازل لتكييفه مع المناطق المعرضة للزلازل.

5.2.4 تحديد خطة أساس الخرسانة المسبقة الصنع

لبناء المحولات المثبتة على القاعدة، يوفر أساس الخرسانة المسبقة الصنع مميزات بارزة، مما يمكنه من تقليص وقت التجهيز وتجنب عيوب الصب في الموقع. عند تحديد الخطة، استشر حجم وزن المحولات المثبتة على القاعدة، ومتطلبات التجهيز الكهربائي للمهندسة المدنية (مثل الحمل والمعاملات الزلزالية لمستوى 23 كيلو فولت)، ودمج الخبرة العملية، والنقل، وظروف استخدام الأرض في منطقة البناء في المكسيك، تحليل جدوى نقل المكونات المسبقة الصنع، تقدير التكلفة ودورة الخطة الكلية، وضمان مطابقتها لشهادة NOM والمواصفات المحلية للبناء.

تظهر التجربة أن الأساس الخرساني المتكامل المسبق الصنع (المتوافق مع التصميم المضاد للزلازل) يمكنه من تحسين كفاءة البناء، والتغلب على وقت الصب الطويل في الموقع، والتحكم الفعال في مخاطر الجدول الزمني، ولديه قيمة تطبيق عالية في مشاريع الطاقة المكسيكية.

5.3 إتقان العملية البناء الدقيقة

لتحسين كفاءة التثبيت، يتطلب الأمر التقيد الصارم بالعملية: الموافقة، التوصيل، الدفن، والتثبيت. عند الاتصال بموقع البناء، يجب أن تتوافق الأسوار حول المحطة الفرعية المثبتة على القاعدة مع معايير الهندسة والبناء ذات الصلة؛ يجب أن يتوافق قبول المعدات مع موقع البناء (مثل المكسيك) ومعايير الشبكة الوطنية؛ بعد الانتهاء، اختبر الأجهزة المتابعة، وإذا لم يكن التأريض مطابقًا للمعايير، أضف أقطاب وأحزمة التأريض لضمان أداء التأريض.

قبل التثبيت، يجب أن يصل قوة أساس الخرسانة المسبقة الصنع إلى 70٪ من القيمة التصميمية. تحقق من عدم وجود تلف في المحول وأجزائه، وقم بإجراء صيانة وإصلاح جيدة؛ قم بقياس وتحديد دقيق، وركز على المواقع الرئيسية، وقم بإعداد إجراءات السيطرة على الجودة وتنفيذها بدقة، وتأكد من جودة البناء، وعزز التقدم الفعال للتثبيت، وتحسين كفاءة البناء في الموقع للمحولات المثبتة على القاعدة (لتكييفها مع مستوى 23 كيلو فولت، شهادة NOM، والتصميم المضاد للزلازل).

6. مزايا استخدام أساسات الهياكل الخرسانية المسبقة الصنع

يتجاوز الأساس الخرساني المسبقة الصنع عيوب تكدس الموارد الصب في الموقع وصعوبة البناء، ويقلل من مخاطر البناء، ويحافظ على نظافة الموقع، ويقلل من التلوث البيئي. يتكون من مكونات مسبقة الصنع، وهو منخفض الكربون وصديق للبيئة، فعال وسريع، يقصر فترة البناء، ويتوافق مع متطلبات البناء البيئي. مناسب للمناطق مثل المكسيك التي تتطلب حماية بيئية عالية وكفاءة بناء ومعدات مطابقة للمعايير (مثل شهادة NOM والتصميم المضاد للزلازل)، مما يسهل ترويج المحولات المثبتة على القاعدة.

مع تحسين شكل الأساس، يوفر الأساس الخرساني المسبقة الصنع مزايا عالية الكفاءة والأمان والجودة، مما يوفر دعمًا لترويج المحولات المثبتة على القاعدة على نطاق واسع، ويعزز تطور بناء شبكة التوزيع الكهربائية بكفاءة، ويلائم بشكل أفضل احتياجات الطاقة في المناطق المختلفة (خاصة المناطق مثل المكسيك التي لديها معايير خاصة وظروف جيولوجية).

7. الخاتمة

كأحدث معدات، تمتلك المحولات المثبتة على القاعدة آفاق تطبيق واسعة في أنظمة الطاقة في المناطق مثل المكسيك. أثناء التركيب والبناء، وعلى افتراض ضمان الجودة والوظائف (التكيف مع مستويات الجهد 23 كيلو فولت، والوفاء بشهادة NOM، والتصميم المضاد للزلازل)، من الضروري تقليص الدورة وتحسين الكفاءة. بدءًا من تحسين شكل الأساس، يقدم الأساس الخرساني المسبقة الصنع مزايا عالية الكفاءة والأمان والجودة، مما يوفر الدعم للترويج الواسع للمحولات المثبتة على القاعدة، ويعزز تطور بناء شبكة التوزيع الكهربائية بكفاءة، ويلائم بشكل أفضل احتياجات الطاقة في المناطق المختلفة (خاصة المناطق مثل المكسيك التي لديها معايير خاصة وظروف جيولوجية).