Forskning i strukturel opbygning og tekniske karakteristika af forfabrikerede transformerstationer

1. Container Scheme
1.1 Strukturordning

I containerstrukturordningen er containeren hovedsageligt konstrueret af stålplader, stålbjælke, stålsøjler, hjørnefittings osv. Containerstrukturen er en integreret struktur, der dannes ved at kombinere stålplader og et rammeark. Baseret på den enkelte lagdeposition af containeren bruges finit-elementsoftware til at oprette containerstrukturmodellen, hvorefter byggebæringsevnen af containerstrukturen simuleres og beregnes. Beregningsresultaterne viser, at spændingen i hver komponent i containeren er mindre end det tilladte stålspænding, og deformationen af komponenterne er også mindre end den tilladte værdi. Det kan ses, at den enkelte lagdeposition af containeren kan godt opfylde de strukturelle bæringsevnekrav for understationsbygninger.

1.2 Tekniske Karakteristika

Container-type ramme-struktur anvender internationale generelle standarder både for den overordnede struktur og dens komponenter, hvilket gør standardisering lettere. Ved at udnytte produktionskapaciteten og udstyret hos eksisterende containerproducenter i samarbejde med sekundære udstyrproducenter kan massedrift opnås gennem forbedringer, hvilket resulterer i besparelser og gode økonomiske fordele. Dog er det svært at opnå en æstetisk flot yderflade på containeren. Når den bruges til at bygge understationer i områder med høje miljøvurderingskrav, såsom byområder og landskabsområder, passer den ofte ikke lokal miljøvurdering, hvilket skaber betydelige hindringer for konstruktionen.

Som et standardprodukt har containeren, på grund af begrænsningerne i dens strukturelle karakteristika, relativt fikse døråbningstilladelser, og det er svært at åbne døre på andre positioner, hvilket resulterer i en mangel på mangfoldighed i ordningen. Hvis nødvendige døråbninger er nødvendige, vil det påvirke stabiliteten og tætheden på containeren. Derfor er det en stor udfordring at integrere det pladsbehov, elektriske udstyr har, i den foruddefinerede fikse plads, når man implementerer containerstrukturordningen for understationer.

Generelt er levetiden for transportcontainerer 7-10 år. Den designede levetid for primærudstyr i understationer er 40 år, og for sekundærudstyr er det 20 år. Hvis container-type struktur anvendes til understationer, skal holdbarheden af containerstrukturen forbedres. Livetiden af containerstrukturen påvirkes af mange faktorer, som korrosionsskydningsbelægningsordning, de indbyggede materialers holdbarhed, udstyrs driftsmiljø, og driftsbeskyttelsesforanstaltninger. Efter korrosionsskydning, hvis containerstrukturen placeres i et område med et godt miljø, lav støv- og sandindhold, og minimal korrosivitet, kan dens levetid nå 20 år eller endda 30 år. Men hvis den placeres i et område med et dårligt miljø, vil dens levetid blive betydeligt reduceret på grund af faktorer som dens egen strukturelle styrke og den eksisterende overfladekorrosionsskydningsteknologi.

2. Jinbang Plade Ordning
2.1 Strukturordning

Jinbang-pladen er hovedsageligt fremstillet af cement, flyaske, silicium pulver, og perlite, forstærket med kompositfiber. Den dannes ved vakuum-højtryks ekstrusion, kureret under højt temperatur og højt tryk damp, behandlet, og flere lag sprayet. Under produktionen af Jinbang-pladen genereres ingen affaldsvand, affaldsaffald, eller affaldsgasser, og den forurener ikke miljøet, hvilket gør den til et grønt og miljøvenligt byggeprodukt. Overflade mønstrene på Jinbang-pladen kan kombineres med overflade belægningsprocessen gennem formdesign og -udvikling for at opnå forskellige mønstre og enhver kombination af overfladebelægningsfarver, hvilket skaber et rigtigt og farverige effekt og gør udstyrskabinets overflade visuelt tiltalende.

2.2 Tekniske Karakteristika

Jinbang-plade struktur anvender en ramme sammensat af profil-stål som den grundlæggende belastningsramme og anvender en ekstern isolationsmetode. Væggene i Jinbang-plade strukturen er sammensat af materialer som Jinbang-plade, ventilationslag, fugtig-tæthed film, orienterede trælameller, isoleringsmaterialer, tynde kvadratiske rør, og gipsplade. De primære råvarer for at producere Jinbang-plade er inorganiske materialer, hvilket giver den fremragende brandmodstand. Uanset om den bruges som kurtinvegsmaterial eller overflade-lag i eksterne vegisolation, viser Jinbang-plade god brandmodstand.

Samtidig sikrer strukturen statisk og dynamisk mekanisk styrke igennem processerne af hævning, transport, og installation, der opfylder kravet om en 25-årig levetid. Den har karakteristika som høj densitet, god vejrmodstand, stabil dimension, lav deformationskoefficient, vandmodstand, brandmodstand, og modstand mod vejr og fryden. Jinbang-plade, ligesom cements-baserede materialer, har en god kortvarig udseende. Imidlertid, dets lette og sprøj natur, tendens til at knække, og dårlig slagsmodstand, nedsætter betydeligt den beskyttende ydeevne, som væggen selv skulle have. Jinbang-plade er vedhæftet til den interne ramme gennem hængselsdele.

De forbundne dele af pladerne er belagt med elastisk vandtæt sigel. Den anvender metoder som tunge-fjer-forbindelse og fastgørelsesdele, og specielle forbindelsesdele anvendes ved plade forbindelser, fyldt med elastiske sigelforbindelser. På grund af materialegrænser, er tætningsydeevnen ved dør-plade forbindelser dårlig, hvilket ikke er gunstigt for at opnå støv-tæthed, fugt-tæthed, og anti-kondensering. Let deformation eller vibration under transport eller hævning kan nemt forårsage skade eller knækking af udseendet, og i nogle tilfælde kan Jinbang-plade endda falde af.

Desuden, på grund af dets dårlige mekaniske egenskaber, kan Jinbang-plade kun anvendes selvstændigt som ikke-belastende ydre veg vedligeholdelsesmaterialer og byggevegs kurve-materialer, og kan ikke fungere som en belastende struktur, så den kan ikke give støtte og styrkende funktioner. Den eksisterende proces kan kun opnå integration af enkeltlag udstyr, og der er plads til optimering i yderligere tredimensionel strukturintegration.

3. Forfabrikeret Kabin Ordning
3.1 Strukturordning

Strukturen af forfabrikeret kabin er afledt fra modne design- og produktionsteknikker for udendørs boks-type understationer, og det er et specialtilpasset produkt, der er specifikt designet til integreret installation af elektriske udstyr. Forfabrikeret kabin er en type udstyr med sin egen antideformations-evne. Strukturen basen er svaret af profil-stål, og kabins ramme er en integreret svaret struktur. Det primære stålmaterial anvendt er højkvalitet kulstof-struktur-stål, som har tilstrækkelig mekanisk styrke, hårdhed, og flow-styrke, og viser stærk miljøtilpasning.

Kabins ydre veg er lavet af metal stålplader, som har fremragende dekorative egenskaber, der giver forskellige muligheder for ydre veg dekoration. Den kan fleksibelt spray-males ifølge den lokale miljø for at perfekt blande med den omgivende miljø og er mere sandsynlig at blive accepteret af lokale beboere. Når den udsættes for eksterne krafter under transport, hævning osv., kan kabinen undergå let deformation for at modvirke effekten af disse eksterne krafter og genoprette sig inden for en kort periode, der beskytter installationen af elektriske komponenter mod mekaniske krafter, sikrer den dynamiske stabilitet af elektriske system, og effektivt modvirker effekten af eksterne krafter som jordskælv.

I strukturdesignet af forfabrikeret kabin er der en margen reserveret for valget af stålmaterialer og strukturer, der kan effektivt tackle strukturel skade forårsaget af jordskælv. Designet af forfabrikeret kabins interiør er fleksibelt. Profilmaterialer anvendes til forstærkning for at øge den samlede støtte styrke, og en tredimensionel struktur layout kan anvendes. Ved at anvende denne ordning, er det reduceret arealet, og den lodrette plads er benyttet, der opnår besparelse af landressourcer. Samtidig, i tredimensionel layout struktur, er der installeret vibrationsisolering enheder mellem de øvre og nedre lag for at eliminere støj og reducere vibrationer. Styrken og jordskælvs-ydeevnen af forfabrikeret kabin er verificeret gennem finit-element analyse og af national autoritative test institutioner, der sikrer tilstrækkelig pålidelighed.

3.2 Tekniske Karakteristika

Både rammen og topdet af kabinen er lavet af galvaniseret stålplader, og vegpladerne er dobbeltlag stålplader fyldt med brandbare, brandhæmmende, og varmeskærmende materialer. Kombineret med varmeskærmende struktur af broken bridge, er varmeføringen mellem strukturer reduceret. Når der er brand inden for eller uden for kabinen, kan kabins ydre bevare sin integritet og brandmodstand i 3 timer, hvilket viser fremragende varmeskærmende og brandmodstand.

"Bil-agtig" tætningsproces anvendes for at opnå støv-tæthed, fugt-tæthed, og anti-kondensering. Afhængigt af det interne udstyr og anvendelsesmiljø, kan kabinstrukturen, dimensioner, vedligeholdelses-døre, og kabelindgang/udgangsåbninger af forfabrikeret kabin fleksibelt designes. I henhold til udvidelseskravene for det interne udstyr, kan forskellige udstyrindgang/udgangsåbninger reserveres, og topdet kan monteres i sektioner, hvilket gør det nemt at installere udstyr i senere fase. Dette kan opfylde forskellige projekt krav og tilbyder en række designmuligheder.

Forfabrikeret kabinstruktur har god korrosionstyring. Korrosionstyringen følger ISO12944 standard "Korrosionsskydd af stålstrukturer ved beskyttende malestoffer". Flere korrosionstyring processer anvendes, herunder forbehandling, sinklag, mellemlag, overfladelag, og andre behandlinger, der sikrer, at kabinen kan opnå en korrosionstyring niveau af ingen rust inden for 30 år i et C4 miljø. Driftstiden for forfabrikeret kabin er designet til at være mere end 40 år, og med enkel vedligeholdelse, kan den nå en levetid på 60 år.

Sammenlignet med containerstrukturen, har forfabrikeret kabinstruktur følgende fordele: den kan fleksibelt designes ifølge reelle behov, har en større intern plads, giver bedre drifts- og vedligeholdelsesbetingelser, og påvirkes mindre af vejtransportbetingelser.

4. Konklusioner

Med foreslåelsen af begrebet grøn strømnet, er grønne konstruktionsbegreber som intelligens, høj effektivitet, pålidelighed, økonomisk praktiskhed, optimale fordele over hele livscyklussen, arealbesparelse, energibesparelse, vandbesparelse, materialbesparelse, og miljøbeskyttelse blevet foreslået for understationskonstruktion. Forfabrikerede understationer, der anvender forfabrikeret udstyr, er i overensstemmelse med begrebet grøn strømnet og er karakteriseret ved hurtig konstruktion, lille arealanvendelse, høj systemintegration, bekvem transport, og hurtig installation.

Sammenlignet med containerstrukturen og Jinbang-plade strukturen, viser forfabrikeret kabinstruktur flere karakteristika og fordele. Strukturmodellen for forfabrikeret kabin har fremragende fordele som sikkerhed og pålidelighed, stærk miljøtilpasning, fleksibel layout, høj operativitet i drift, vedligeholdelse, og inspektion, samt energibesparelse og miljøbeskyttelse. Den har demonstreret store fordele i praksis og har en bred anvendelsesværdi.