Investigación sobre o esquema estrutural e as características técnicas das subestacións prefabricadas

1. Esquema de contedor
1.1 Esquema estructural

No esquema estrutural do contedor, o contedor constrúese principalmente con chapas de acero, vigas de acero, columnas de acero, encaixes de cantos, etc. A estrutura do contedor é unha estrutura integrada formada pola combinación de chapas de acero e un armazón. Basándose na disposición de simple capa do contedor, utiliza software de elementos finitos para establecer o modelo estrutural do contedor, e despois simula e calcula a carga de edificio da estrutura do contedor. Os resultados do cálculo mostran que a tensión xerada en cada compoñente do contedor é menor que a tensión admissible do acero, e a deformación dos compoñentes tamén é menor que o valor admissible. Pódese ver que o contedor disposto en simple capa pode satisfacer ben os requisitos de carga estrutural dos edificios de subestacións.

1.2 Características técnicas

A estrutura tipo contedor adopta estándares xerais internacionais tanto para a estrutura global como para os seus compoñentes, lo que facilita a estandarización. Ao aproveitar a capacidade de produción e o equipo dos fabricantes de contedores existentes en colaboración con fabricantes de equipos secundarios, pode lograrse a produción en serie mediante melloras, resultando en aforros e bons beneficios económicos. No entanto, é difícil conseguir un aspecto estético na superficie do contedor. Cando se usa para construír subestacións en áreas con altos requisitos de avaliación ambiental, como zonas urbanas e paisaxes, adoita non pasar a revisión de avaliación ambiental local, supoñendo obstáculos significativos para a construción.

Como produto estándar, debido ás limitacións das súas características estruturais, as posicións das portas do contedor son relativamente fixas, e é difícil abrir portas en outras posicións, resultando nunha falta de diversidade no esquema. En caso de ser necesaria a apertura de portas, afectará á estabilidade e hermeticidade do contedor. Polo tanto, como integrar o espazo necesario para o equipamento eléctrico no espazo fijo predefinido é un gran reto para implementar o esquema estrutural de contedor para subestacións.

Xeralmente, a vida útil dos contedores de transporte é de 7-10 anos. A vida útil deseñada para o equipamento primario nas subestacións é de 40 anos, e a do equipamento secundario é de 20 anos. Se se adopta a estrutura tipo contedor para subestacións, é necesario mellorar a durabilidade da estrutura do contedor. A vida útil da estrutura do contedor está afectada por moitos factores, como o esquema de revestimento anticorrosivo, a durabilidade inerente dos materiais, o ambiente de funcionamento do equipo e as medidas de protección operativa. Despois do tratamento anticorrosivo, se a estrutura do contedor se coloca nunha área con un buen ambiente, baixo teor de polvo e arena e mínima corrosividade, a súa vida útil pode chegar a 20 anos ou incluso 30 anos. No entanto, se se coloca nunha área con un mal ambiente, a súa vida útil reducirase significativamente debido a factores como a súa propia resistencia estrutural e a tecnoloxía de procesado anticorrosivo superficial existente.

2. Esquema de placa Jinbang
2.1 Esquema estrutural

A placa Jinbang está feita principalmente de cemento, cinzas volantes, sílice e perlita, reforzada con fibras compuestas. Formase por extrusión de alta presión ao vacío, cura con vapor de alta temperatura e alta presión, procesado e pulverización múltiple. Durante o proceso de produción da placa Jinbang, non se xeran augas residuais, residuos sólidos ou gases, e non contamina o medio ambiente, sendo un produto de material de construción verde e ecolóxico. Os patróns da superficie da placa Jinbang poden combinarse co proceso de revestimento superficial a través do deseño e desenvolvemento de moldes para lograr diversos patróns e calquera combinación de cores de revestimento superficial, creando un efecto rico e colorido e facendo que a superficie da cabina de equipo sexa visualmente atractiva.

2.2 Características técnicas

A estrutura de placa Jinbang utiliza un esqueleto composto de acero laminado como o marco básico de soporte e adopta un método de aislamento externo. As parede da estrutura de placa Jinbang están compostas por materiais como a placa Jinbang, capa de ventilación, película de sellado antihumedad, tablero orientado, materiais aislantes, tubos cuadrados de pared delgada e placa de yeso. Os principais materias primas para a produción da placa Jinbang son materiais inorgánicos, dotándoa de excelente resistencia ao fuego. Tanto cando se usa como material de fachada como a capa exterior de aislamento, a placa Jinbang presenta un buen rendimiento resistente ao fuego.

Ao mesmo tempo, a través de cálculos mecánicos, a estrutura asegura a resistencia mecánica estática e dinámica durante todo o proceso de izado, transporte e instalación, cumprindo o requisito dunha vida útil de 25 anos. Ten as características de alta densidade, boa resistencia atmosférica, dimensións estables, coeficiente de deformación baixo, resistencia ao agua, resistencia ao fuego, e resistencia à intemperie e ao conxelamento. A placa Jinbang, similar aos materiais baseados en cemento, ten un bo aspecto a curto prazo. No entanto, a súa natureza lixeira e frágil, tendencia a racharse e pobre resistencia ao impacto comprometen significativamente o rendemento protector que a parede debe ter. A placa Jinbang está unida ao esqueleto interno a través de pezas de suspensión.

As partes de unión das placas están recubertas con selante impermeable elástico. Adopta métodos de conexión en macho y hembra e fijación con elementos de fijación, e utilizan conectores especiais de juntas nos extremos das placas, recheados con materiais de sellado elástico. Debido ás limitacións do material, o rendemento de sellado nas conexións porta-placa é pobre, o que non é favorable para lograr efectos antipolvo, antihumedad e anticondensación. Unha pequena deformación ou vibración durante o transporte ou o izado pode causar facilmente danos ou rachaduras no aspecto, e en algúns casos, a placa Jinbang incluso pode caerse.

Ademais, debido ás súas pobres propiedades mecánicas, a placa Jinbang só pode usarse de forma independente como materiais de mantemento de fachada non portantes e materiais de fachada de edificio, e non pode servir como estrutura portante, polo que non pode proporcionar funcións de soporte e refuerzo. O proceso existente só pode lograr a integración de equipos de simple capa, e hai margen de optimización na integración posterior de estruturas tridimensionais.

3. Esquema de cabina prefabricada
3.1 Esquema estrutural

A estrutura da cabina prefabricada deriva de tecnoloxías de deseño e fabricación maduras de subestacións de caixa tipo exterior, e é un produto personalizado específicamente deseñado para a instalación integrada de equipos eléctricos. A cabina prefabricada é un tipo de equipo con capacidade propia de anti-deformación. A base estrutural está soldada con acero laminado, e o armazón da cabina é unha estrutura soldada integrada. O principal material de acero utilizado é acero estructural de carbono de alta calidad, que ten suficiente resistencia mecánica, dureza e resistencia ao fluencia, e exhibe forte adaptabilidade ambiental.

A parede exterior da cabina está feita de chapas de acero metálico, que ofrecen excelentes propiedades decorativas, proporcionando varias posibilidades para a decoración de la parede exterior. Pode pintarse flexiblemente con pulverizador segundo o entorno no local para fundirse perfectamente co entorno circundante e é máis probable que sexa aceptada polos residentes locais. Cando está suxeita a forzas externas durante o transporte, o izado, etc., a cabina pode sufrir unha pequena deformación para contrarrestar os efectos destas forzas externas e recuperarse nun período corto, protexendo a instalación de componentes eléctricos de forzas mecánicas, asegurando a estabilidade dinámica do sistema eléctrico, e resistindo eficazmente os impactos de forzas externas como terremotos.

No deseño estrutural da cabina prefabricada, reserva un margen para a selección de materiais de acero e estruturas, que pode resolver eficazmente o dano estrutural causado por terremotos. O deseño interior da cabina prefabricada é flexible. Utilízanse materiais de sección para reforzar para aumentar a resistencia de soporte global, e pode adoptarse unha disposición estrutural tridimensional. Mediante a aplicación deste esquema, a área ocupada diminúe, e utilízase o espazo vertical, logrando a conservación de recursos de terra. Ao mesmo tempo, na disposición estrutural tridimensional, instálanse dispositivos de aislamento vibratorio entre as capas superior e inferior para eliminar o ruído e reducir as vibracións. A resistencia e o rendemento sísmico da cabina prefabricada foron verificados a través de análise de elementos finitos e por institucións de proba autoritativas nacionais, asegurando suficiente fiabilidade.

3.2 Características técnicas

Tanto o armazón como a cuberta da cabina están feitos de chapas de acero galvanizado, e as paneles de parede son chapas de acero de dobre capa recheadas con materiais ignífugos, retardantes de chama e aislantes térmicos. Combinado coa estrutura de aislamento térmico de puente roto, reduce a conducción de calor entre as estruturas. Cando hai un incendio dentro ou fóra da cabina, a carcasa exterior da cabina pode manter a súa integridade e resistencia ao fuego durante 3 horas, demostrando un excelente rendemento de aislamiento térmico e resistencia ao fuego.

Emprega o proceso de sellado "tipo automóvil" para lograr efectos antipolvo, antihumedad e anticondensación. Dependendo do equipo interno e do entorno de aplicación, a estrutura, as dimensións, as portas de mantemento e as aberturas de entrada/saída de cables da cabina prefabricada poden deseñarse flexiblemente. De acordo coas necesidades de expansión do equipo interno, poden reservarse diferentes aberturas de entrada/saída de equipos, e a cuberta pode desmontarse por seccións, facilitando a instalación de equipos na etapa posterior. Isto pode satisfacer diferentes requisitos de proxecto e ofrece varias opcións de deseño.

A estrutura da cabina prefabricada ten un buen rendemento anticorrosivo. O tratamento anticorrosivo adérase ao estándar ISO12944 "Protección contra a corrosión das estruturas de acero mediante sistemas de pintura protectora". Adóptanse múltiples procesos anticorrosivos, incluíndo o pretratamento, a capa de zinc, a capa intermedia, a capa superficial e outros tratamentos, asegurando que a cabina poida lograr un nivel de anticorrosivo sen oxidación durante 30 anos nun ambiente C4. A vida útil deseñada da cabina prefabricada é de máis de 40 anos, e con un mantemento simple, pódese alcanzar unha vida útil de 60 anos.

En comparación coa estrutura de contedor, a estrutura da cabina prefabricada ten as seguintes vantaxes: pode deseñarse flexiblemente segundo as necesidades reais, ten un maior espazo interno, ofrece mellores condicións de operación e mantemento, e está menos afectada polas condicións de transporte rodoviario.

4. Conclusións

Con a proposta do concepto de rede eléctrica verde, para a construción de subestacións, proponhéranse conceptos de construción verde como a intelixencia, alta eficiencia, fiabilidade, praticidade económica, óptimos beneficios ao longo de todo o ciclo de vida, ahorro de terra, ahorro de enerxía, ahorro de auga, ahorro de materiais e protección do medio ambiente. As subestacións prefabricadas, que utilizan equipos prefabricados, están alineadas co concepto de rede eléctrica verde e caracterízanse por unha rápida construción, unha pequena huella, alta integración do sistema, transporte conveniente e rápido montaxe.

En comparación coa estrutura de contedor e a estrutura de placa Jinbang, a estrutura de cabina prefabricada exhibe máis características e vantaxes. O modo estrutural da cabina prefabricada ten ventaxes sobresalientes como a seguridade e fiabilidade, forte adaptabilidade ambiental, disposición flexible, alta operabilidade en operación, mantemento e inspección, así como ahorro de enerxía e protección do medio ambiente. Demostrou grandes vantaxes nas aplicacións prácticas e ten un amplo valor de aplicación.