Исследование конструктивной схемы и технических характеристик сборных подстанций

1. Схема контейнера
1.1 Конструктивная схема

В конструктивной схеме контейнера, контейнер в основном строится из стальных листов, стальных балок, стальных колонн, угловых соединений и т.д. Конструкция контейнера представляет собой интегрированную структуру, образованную путем комбинации стальных листов и каркаса. На основе однослойной компоновки контейнера с помощью программного обеспечения конечных элементов создается модель конструкции контейнера, а затем моделируется и рассчитывается нагрузка на здание. Результаты расчетов показывают, что напряжение, возникающее в каждом элементе контейнера, меньше допустимого напряжения стали, а деформация элементов также меньше допустимого значения. Из этого видно, что однослойный контейнер хорошо удовлетворяет требованиям к нагрузке на конструкцию здания подстанции.

1.2 Технические характеристики

Каркасная конструкция контейнера использует международные общие стандарты как для общей структуры, так и для ее компонентов, что способствует стандартизации. Используя производственные мощности и оборудование существующих производителей контейнеров в сотрудничестве с производителями вторичного оборудования, можно достичь массового производства за счет улучшений, что приводит к экономии средств и хорошим экономическим результатам. Однако трудно добиться эстетически привлекательного внешнего вида поверхности контейнера. При использовании для строительства подстанций в районах с высокими требованиями к экологической оценке, таких как городские районы и природные достопримечательности, часто не удается пройти местную экологическую проверку, что создает значительные препятствия для строительства.

Как стандартный продукт, из-за ограничений его конструктивных характеристик, положение дверных проемов контейнера относительно фиксированное, и трудно открывать двери в других местах, что приводит к отсутствию разнообразия в схеме. В случае необходимости открытия дверей это повлияет на устойчивость и герметичность контейнера. Поэтому интеграция пространства, необходимого для электрического оборудования, в заранее заданное фиксированное пространство является основным вызовом при реализации конструктивной схемы контейнера для подстанций.

Обычно срок службы транспортных контейнеров составляет 7-10 лет. Проектный срок службы основного оборудования подстанций составляет 40 лет, а вторичного оборудования - 20 лет. Если используется конструкция контейнера для подстанций, необходимо улучшить долговечность конструкции контейнера. Срок службы конструкции контейнера зависит от многих факторов, таких как схема антикоррозийного покрытия, собственная долговечность материалов, условия эксплуатации оборудования и меры по защите. После антикоррозийной обработки, если конструкция контейнера размещена в области с благоприятной средой, низким содержанием пыли и песка, и минимальной коррозией, ее срок службы может достигать 20 или даже 30 лет. Однако, если она размещена в области с неблагоприятной средой, ее срок службы значительно сокращается из-за таких факторов, как собственная прочность конструкции и существующая технология поверхностной антикоррозийной обработки.

2. Схема панели Джинбанг
2.1 Конструктивная схема

Панель Джинбанг в основном изготовлена из цемента, золы, диоксида кремния, перлита, армирована композитными волокнами. Она формируется методом вакуумного высоконапорного экструдирования, закаливается при высокой температуре и давлении, обрабатывается и многократно окрашивается. Во время производства панели Джинбанг не образуется сточных вод, отходов или газов, и она не загрязняет окружающую среду, являясь экологически чистым строительным материалом. Поверхностные узоры панели Джинбанг могут быть объединены с процессом поверхностного покрытия через разработку и дизайн форм, чтобы достичь различных узоров и любой комбинации цветов поверхностного покрытия, создавая богатый и красочный эффект, делая поверхность кабины оборудования визуально привлекательной.

2.2 Технические характеристики

Конструкция панели Джинбанг использует каркас, состоящий из сортового проката, в качестве основного несущего каркаса и применяет внешний метод утепления. Стены конструкции из панели Джинбанг состоят из материалов, таких как панель Джинбанг, вентиляционный слой, гидроизоляционная пленка, ориентированно-стружечная плита, теплоизоляционные материалы, тонкостенные квадратные трубы и гипсокартон. Основные сырьевые материалы для производства панели Джинбанг - это неорганические материалы, что придает ей отличные огнестойкие свойства. Будучи использована как материал для витражей или поверхность наружного утепления, панель Джинбанг демонстрирует хорошие огнестойкие характеристики.

В то же время, благодаря механическим расчетам, конструкция обеспечивает статическую и динамическую механическую прочность на протяжении процессов подъема, транспортировки и установки, соответствующую требованию 25-летнего срока службы. Она обладает характеристиками высокой плотности, хорошей устойчивости к воздействию погоды, стабильности размеров, низкого коэффициента деформации, водонепроницаемости, огнестойкости, а также устойчивости к выветриванию и замерзанию. Панель Джинбанг, подобно цементным материалам, имеет хороший внешний вид в краткосрочной перспективе. Однако ее легкость и хрупкость, склонность к растрескиванию и плохая ударопрочность значительно снижают защитные свойства, которые должны быть присущи стене. Панель Джинбанг крепится к внутреннему каркасу с помощью подвесных элементов.

Соединительные части панелей покрываются эластичным водонепроницаемым герметиком. Применяются методы соединения шип-паз и фиксации с помощью крепежных элементов, а специальные соединители швов используются на стыках панелей, заполненных эластичными герметизирующими материалами. Из-за ограничений материала герметизация соединений дверей и панелей недостаточно эффективна, что затрудняет достижение пыле-, влаго- и противоконденсационных эффектов. Незначительная деформация или вибрация при транспортировке или подъеме могут легко вызвать повреждение или растрескивание внешнего вида, а в некоторых случаях панель Джинбанг может даже отвалиться.

Более того, из-за своих плохих механических свойств панель Джинбанг может использоваться только в качестве ненесущего материала для наружных стен и материалов для витражей, и не может служить несущей конструкцией, поэтому она не может обеспечивать функции поддержки и усиления. Существующий процесс позволяет добиться интеграции только однослойного оборудования, и есть место для оптимизации дальнейшей трехмерной структурной интеграции.

3. Схема сборной кабины
3.1 Конструктивная схема

Конструкция сборной кабины основана на зрелых технологиях проектирования и производства наружных блочных подстанций, и это специально разработанный продукт для интегрированной установки электрического оборудования. Сборная кабина - это тип оборудования, обладающий собственной способностью к предотвращению деформации. Конструктивное основание сварено из сортового проката, а каркас кабины представляет собой цельносварную конструкцию. Основным стальным материалом, используемым в сборной кабине, является качественная углеродистая сталь, которая обладает достаточной механической прочностью, твердостью и пределом текучести, а также демонстрирует высокую адаптивность к окружающей среде.

Наружная стена кабины выполнена из металлических стальных листов, которые обладают отличными декоративными свойствами, предоставляя множество возможностей для отделки наружных стен. Ее можно гибко окрашивать в соответствии с окружающей средой, чтобы идеально вписаться в окружающую обстановку, и более вероятно, что она будет принята местными жителями. При воздействии внешних сил во время транспортировки, подъема и т.д., кабина может подвергаться небольшой деформации, чтобы противостоять этим внешним силам и быстро восстанавливаться, защищая установку электрических компонентов от механических воздействий, обеспечивая динамическую стабильность электрической системы и эффективно сопротивляясь воздействию внешних сил, таких как землетрясения.

В конструктивном проектировании сборной кабины предусмотрен запас прочности при выборе стальных материалов и конструкций, который может эффективно решать проблемы структурного повреждения, вызванного землетрясениями. Внутреннее проектирование сборной кабины гибкое. Для усиления используется сортовой прокат, увеличивая общую несущую способность, и может применяться трехмерная структурная компоновка. Применение этой схемы позволяет снизить занимаемую площадь и использовать вертикальное пространство, обеспечивая экономию земельных ресурсов. В трехмерной структурной компоновке между верхними и нижними уровнями устанавливаются устройства виброизоляции, чтобы уменьшить шум и вибрации. Прочность и сейсмическая устойчивость сборной кабины были подтверждены анализом конечных элементов и испытаниями в национальных авторитетных тестовых учреждениях, обеспечивая достаточную надежность.

3.2 Технические характеристики

Каркас и крыша кабины изготовлены из оцинкованных стальных листов, а стеновые панели - из двухслойных стальных листов, заполненных огнеупорными, трудновоспламеняемыми и теплоизоляционными материалами. В сочетании с тепловой изоляцией разрывного моста, передача тепла между конструкциями уменьшается. При пожаре внутри или снаружи кабины, внешняя оболочка кабины может сохранять свою целостность и огнестойкость в течение 3 часов, демонстрируя отличные теплозащитные и огнеупорные характеристики.

Применяется "автомобильная" технология герметизации, чтобы достичь пыле-, влаго- и противоконденсационных эффектов. В зависимости от внутреннего оборудования и условий применения, конструкция, размеры, обслуживаемые двери и входы/выходы кабеля сборной кабины могут быть гибко спроектированы. В соответствии с требованиями расширения внутреннего оборудования, могут быть зарезервированы различные входы/выходы оборудования, а крыша может быть разделена на секции, облегчая установку оборудования на последующих этапах. Это позволяет удовлетворять различные проектные требования и предлагает множество вариантов дизайна.

Конструкция сборной кабины обладает хорошими антикоррозийными свойствами. Антикоррозийная обработка соответствует стандарту ISO12944 "Защита стальных конструкций системами защитных покрытий". Применяются несколько антикоррозийных процессов, включая предварительную обработку, цинковый слой, промежуточный слой, поверхностный слой и другие обработки, обеспечивая, что кабина может достичь уровня антикоррозийной защиты без образования ржавчины в течение 30 лет в условиях C4. Дизайн сборной кабины предусматривает срок службы более 40 лет, и с простым обслуживанием он может достигнуть срока службы 60 лет.

По сравнению с конструкцией контейнера, конструкция сборной кабины имеет следующие преимущества: она может быть гибко спроектирована в соответствии с фактическими потребностями, имеет большее внутреннее пространство, предоставляет лучшие условия для эксплуатации и технического обслуживания, и менее подвержена влиянию дорожных условий.

4. Заключение

С появлением концепции зеленой энергетической сети, для строительства подстанций были предложены концепции зеленого строительства, такие как интеллектуальность, высокая эффективность, надежность, экономическая практичность, оптимальная эффективность на весь жизненный цикл, экономия земли, энергии, воды, материалов и защита окружающей среды. Сборные подстанции, использующие сборное оборудование, соответствуют концепции зеленой энергетической сети и характеризуются быстрой скоростью строительства, малым занимаемым пространством, высокой степенью системной интеграции, удобством транспортировки и быстрой установкой.

По сравнению с конструкцией контейнера и конструкцией панели Джинбанг, конструкция сборной кабины демонстрирует больше характеристик и преимуществ. Конструктивная схема сборной кабины имеет выдающиеся преимущества, такие как безопасность и надежность, высокая адаптивность к окружающей среде, гибкая компоновка, высокая операбельность при эксплуатации, техническом обслуживании и осмотре, а также энергоэффективность и экологичность. Она продемонстрировала большие преимущества в практическом применении и имеет широкую ценность применения.