بحث حول المخطط الهيكلي والخصائص الفنية للمحولات الكهربائية المسبقة الصنع

1. نظام الحاوية
1.1 المخطط الهيكلي

في مخطط هيكل الحاوية، يتم بناء الحاوية بشكل أساسي من صفائح الفولاذ وأعمدة الفولاذ وألواح الزاوية وغيرها. يتم تشكيل هيكل الحاوية كهيكل متكامل من خلال الجمع بين صفائح الفولاذ والاطار. بناءً على التخطيط الأحادي الطبقة للحاوية، يتم استخدام برامج العناصر المحددة لبناء نموذج هيكل الحاوية، ومن ثم يتم محاكاة وحساب الحمل البنيوي للحاوية. تظهر نتائج الحساب أن الإجهاد الناتج في كل مكون من مكونات الحاوية أقل من الإجهاد المسموح به للصلب وأن التشوه في المكونات أقل أيضًا من القيمة المسموح بها. يمكن رؤية أن الحاوية المُرتبة طبقة واحدة يمكنها أن تلبي بشكل جيد متطلبات الحمل البنيوي لمباني المحولات الكهربائية.

1.2 الخصائص التقنية

يستخدم هيكل الحاوية ذو الإطار المعيار الدولي العام لكل من الهيكل الكامل والمكونات، مما يسهل التوحيد. من خلال الاستفادة من قدرة الإنتاج ومعدات مصنعي الحاويات الحاليين بالتعاون مع مصنعي المعدات الثانوية، يمكن تحقيق الإنتاج الضخم من خلال التحسينات، مما يؤدي إلى توفير التكاليف والحصول على فوائد اقتصادية جيدة. ومع ذلك، من الصعب تحقيق مظهر جمالي على سطح الحاوية. عند استخدامها لبناء محولات في المناطق ذات المتطلبات البيئية العالية، مثل المناطق الحضرية والأماكن السياحية، غالباً ما تفشل في الحصول على موافقة المراجعة البيئية المحلية، مما يشكل عقبات كبيرة للبناء.

بصفتها منتجًا قياسيًا، بسبب القيود المفروضة على خصائصها الهيكلية، تكون مواقع فتحات الأبواب للحاوية ثابتة نسبيًا، ومن الصعب فتح أبواب في مواقع أخرى، مما يؤدي إلى نقص في تنوع المخطط. في حالة الحاجة لفتح أبواب، سيؤثر ذلك على الاستقرار والتشدّد للحاوية. لذلك، كيف يمكن دمج المساحة المطلوبة للمعدات الكهربائية في المساحة المحددة مسبقًا الثابتة هو تحدي كبير في تنفيذ مخطط هيكل الحاوية للمحولات الكهربائية.

عادةً، يكون عمر الخدمة للحاويات المستخدمة في النقل 7-10 سنوات. تم تصميم عمر الخدمة للمعدات الأساسية في المحولات الكهربائية ليكون 40 سنة، بينما هو 20 سنة للمعدات الثانوية. إذا تم اعتماد هيكل الحاوية للمحولات الكهربائية، يجب تحسين متانة هيكل الحاوية. يتأثر عمر الخدمة لهيكل الحاوية بعوامل كثيرة، مثل نظام الطلاء المقاوم للتآكل، ومتانة المواد نفسها، وبيئة تشغيل المعدات، وإجراءات الحماية أثناء التشغيل. بعد المعالجة المقاومة للتآكل، إذا تم وضع هيكل الحاوية في منطقة بيئية جيدة، بكميات قليلة من الغبار والرمال والتآكل، يمكن أن يصل عمر الخدمة إلى 20 سنة أو حتى 30 سنة. ومع ذلك، إذا تم وضعها في منطقة بيئية سيئة، سيتم تقليل عمر الخدمة بشكل كبير بسبب عوامل مثل قوة الهيكل الذاتية وتكنولوجيا المعالجة المقاومة للتآكل الموجودة على السطح.

2. مخطط لوحة جينبانج
2.1 المخطط الهيكلي

تتكون لوحة جينبانج بشكل أساسي من الأسمنت والرماد الطائر والسيليكا والبيرلايت، مع تقوية بألياف مركبة. يتم تشكيلها بواسطة الضغط العالي بالفراغ، ويتم تصلبها تحت البخار عالي الحرارة والضغط، ثم يتم معالجتها ورشها بمراحل متعددة. خلال عملية إنتاج لوحة جينبانج، لا يتم إنتاج مياه ملوثة أو مخلفات صلبة أو غازات ملوثة، ولا تلوث البيئة، مما يجعلها منتجًا صديقًا للبيئة. يمكن دمج الأنماط السطحية للوحة جينبانج مع عملية الطلاء السطحي من خلال تصميم وتطوير القوالب لتحقيق مجموعة متنوعة من الأنماط وأي تركيبات من ألوان الطلاء السطحي، مما يخلق تأثيرًا غنيًا ومتنوعًا ويجعل سطح حجرة المعدات جذابًا بصريًا.

2.2 الخصائص التقنية

يستخدم هيكل لوحة جينبانج إطارًا مكونًا من الفولاذ المقطع كإطار حمل أساسي ويستخدم طريقة العزل الخارجي. تتكون جدران هيكل لوحة جينبانج من مواد مثل لوحة جينبانج وطبقة التهوية وفيلم الختم مقاوم للرطوبة وألواح الجسيمات الموجهة والمواد العازلة وأنبوب مربع الجدران الرقيق وألواح الجبس. المواد الخام الرئيسية لإنتاج لوحة جينبانج هي مواد غير عضوية، مما يمنحها مقاومة جيدة للنار. سواء استخدمت كمادة واجهة أو كطبقة سطح العزل الخارجي، تظهر لوحة جينبانج أداءً جيدًا في مقاومة النار.

وفي الوقت نفسه، من خلال الحسابات الميكانيكية، يضمن الهيكل القوة الميكانيكية الساكنة والديناميكية خلال عمليات الرفع والنقل والتركيب، مما يلبي متطلبات عمر الخدمة لمدة 25 عامًا. تتميز بكثافة عالية ومقاومة جيدة للأحوال الجوية واستقرار الأبعاد وعامل تشوه منخفض ومقاومة للماء والنار والطقس والتجمد. تتميز لوحة جينبانج، المشابهة للمواد القائمة على الأسمنت، بمظهر جيد على المدى القصير. ومع ذلك، فإن خفة وزنها وهشاشتها وميلها للتشقق ومقاومتها السيئة للصدمات تقلل بشكل كبير من الأداء الوقائي الذي ينبغي أن تتمتع به الجدار نفسه. يتم تعلق لوحة جينبانج على الإطار الداخلي من خلال أجزاء تعليق.

تُغطى أجزاء الوصل بين الألواح بختم مائي مرن. يتم استخدام طرق الوصل بتقنية اللسان والأخدود والربط بالمسامير، ويتم استخدام موصِّلات خاصة للوصلات بين الألواح، مملوءة بمواد ختم مرنة. بسبب قيود المادة، فإن الأداء الختمي عند الوصلات بين الأبواب والألواح ضعيف، مما لا يساعد على تحقيق تأثيرات الحماية من الغبار والرطوبة والتعرق. يمكن أن يتسبب التشوه الخفيف أو الاهتزاز أثناء النقل أو الرفع بسهولة في تلف أو تشقق المظهر، وفي بعض الحالات قد تسقط لوحة جينبانج.

بالإضافة إلى ذلك، بسبب خصائصها الميكانيكية السيئة، يمكن استخدام لوحة جينبانج فقط بشكل مستقل كمواد صيانة خارجية غير حاملة للحمل ومواد واجهة المبنى، ولا يمكن استخدامها كهيكل حامل وبالتالي لا يمكنها تقديم وظائف الدعم والتقوية. يمكن للعملية الحالية تحقيق التكامل لل оборудات ذات الطبقة الواحدة فقط، وهناك مجال للتحسين في التكامل الهيكلي ثلاثي الأبعاد.

3. مخطط الكابينة المسبقة الصنع
3.1 المخطط الهيكلي

يأتي هيكل الكابينة المسبقة الصنع من تقنيات التصميم والإنتاج الناضجة للمحولات الكهربائية الخارجية ذات الشكل الصندوقي، وهو منتج مخصص مصمم خصيصًا لتثبيت المعدات الكهربائية بشكل متكامل. الكابينة المسبقة الصنع هي نوع من المعدات التي تتمتع بقدرة مضادة للتشوه. يتم لحام الأساس الهيكلي من الفولاذ المقطع، والإطار الكابينة هو هيكل ملحوم متكامل. يتم استخدام الفولاذ الهيكلي عالي الجودة كمادة فولاذية رئيسية، والذي يتمتع بقوة ميكانيكية كافية وصلابة وقوة الإ ustress، ويظهر قابلية بيئية قوية.

تتكون الجدران الخارجية للكابينة من صفائح فولاذية معدنية، والتي تقدم خصائص زخرفية ممتازة، مما يوفر العديد من الإمكانيات لتزيين الجدران الخارجية. يمكن رشها بمرونة وفقًا للبيئة المحلية للاندماج بشكل مثالي مع البيئة المحيطة ويجعلها أكثر قبولًا من قبل السكان المحليين. عندما تخضع لقوى خارجية أثناء النقل والرفع وغيرها، يمكن لكابينة الخضوع لتشوه طفيف لمواجهة آثار هذه القوى الخارجية واسترجاعها في فترة قصيرة، مما يحمي تركيب المكونات الكهربائية من القوى الميكانيكية ويضمن الاستقرار الديناميكي لنظام الكهرباء ويتحمل بشكل فعال تأثيرات القوى الخارجية مثل الزلازل.

في تصميم هيكل الكابينة المسبقة الصنع، يتم الاحتفاظ بهامش لاختيار المواد الفولاذية والأطر الهيكلية، مما يمكنه من التعامل بشكل فعال مع الأضرار الهيكلية الناتجة عن الزلازل. يتميز التصميم الداخلي للكابينة المسبقة الصنع بالمرونة. يتم استخدام مواد المقاطع لتعزيز القوة الداعمة الكلية ويمكن اعتماد تخطيط هيكلي ثلاثي الأبعاد. من خلال تطبيق هذا المخطط، يتم تقليل المساحة المستخدمة وتوظيف المساحة العمودية، مما يحقق توفير موارد الأرض. في الوقت نفسه، يتم تثبيت أجهزة العزل الاهتزازي بين الطبقات العليا والسفلية في التخطيط ثلاثي الأبعاد لتقليل الضوضاء والاهتزازات. تم التحقق من قوة ومقاومة الزلازل للكابينة المسبقة الصنع من خلال التحليل العنصري المحدود والاختبارات من قبل المؤسسات الرسمية الوطنية، مما يضمن موثوقية كافية.

3.2 الخصائص التقنية

يتم تصنيع الإطار والغطاء العلوي للكابينة من صفائح فولاذية مغلفنة، وتشكل الألواح الجانبية من صفائح فولاذية ثنائية الطبقة مليئة بمواد مقاومة للحريق وممانعة للهب والعزل الحراري. مع التركيب العازل للحرارة، يتم تقليل التوصيل الحراري بين الأجزاء. في حالة حدوث حريق داخل أو خارج الكابينة، يمكن للغلاف الخارجي للكابينة الحفاظ على سلامته ومقاومته للحريق لمدة 3 ساعات، مما يظهر أداءً ممتازًا في العزل الحراري والمقاومة للحريق.

يتم استخدام عملية الختم "مثل السيارة" لتحقيق تأثيرات حماية من الغبار والرطوبة والتعرق. وفقًا للمعدات الداخلية والبيئة التطبيقية، يمكن تصميم هيكل الكابينة والأبعاد والأبواب الصيانة والفتحات لدخول وخروج الكابلات بمرنة. وفقًا لمتطلبات التوسع للمعدات الداخلية، يمكن تخصيص فتحات مختلفة للمعدات ويمكن تفكيك الغطاء العلوي بمقاطع، مما يسهل تركيب المعدات في المرحلة اللاحقة. يمكن أن يلبي هذا مختلف متطلبات المشاريع ويقدم خيارات تصميم متنوعة.

يتميز هيكل الكابينة المسبقة الصنع بأداء ممتاز ضد التآكل. يتم الالتزام بمعايير ISO12944 "حماية الفولاذ من التآكل باستخدام أنظمة الطلاء الواقية". يتم استخدام عدة عمليات مكافحة التآكل، بما في ذلك المعالجة الأولية والطبقة الزنكية والطبقة الوسيطة والسطحية وغيرها من المعالجات، مما يضمن أن الكابينة يمكن أن تحقق مستوى مقاومة للتآكل بدون صدأ لمدة 30 عامًا في بيئة C4. تم تصميم عمر الخدمة للكابينة المسبقة الصنع لأكثر من 40 عامًا، وبصيانة بسيطة يمكن أن يصل إلى عمر خدمة 60 عامًا.

مقارنة بهيكل الحاوية، يمتلك هيكل الكابينة المسبقة الصنع المزايا التالية: يمكن تصميمه بشكل مرن وفقًا للحاجة الفعلية، ولديه مساحة داخلية أكبر، ويوفر ظروف تشغيل وصيانة أفضل، ويتاثر بشكل أقل بشروط النقل على الطرق.

4. الاستنتاجات

مع اقتراح مفهوم الشبكة الكهربائية الخضراء، تم تقديم مفاهيم البناء الخضراء مثل الذكاء والكفاءة العالية والموثوقية والاقتصادية العملية والأفضلية في المنفعة على مدى دورة الحياة كاملة وحفظ الأرض وحفظ الطاقة وحفظ المياه وحفظ المواد والحفاظ على البيئة لبناء المحولات الكهربائية. المحولات الكهربائية المسبقة الصنع، والتي تستخدم المعدات المسبقة الصنع، تتوافق مع مفهوم الشبكة الكهربائية الخضراء وتتميز بسرعة البناء وصغر المساحة المستخدمة والتكامل العالي للأنظمة وسهولة النقل والتركيب السريع.

مقارنة بهيكل الحاوية وهيكل لوحة جينبانج، يظهر هيكل الكابينة المسبقة الصنع المزيد من الخصائص والمزايا. يمتلك نمط هيكل الكابينة المسبقة الصنع مزايا بارزة مثل الأمان والموثوقية والتكيف البيئي القوي والتخطيط المرن والقابلية العالية للتشغيل والصيانة والفحص، بالإضافة إلى توفير الطاقة والحفاظ على البيئة. وقد أظهر مزايا كبيرة في التطبيقات العملية وله قيمة تطبيقية واسعة.