Istraživanje strukturne sheme i tehničkih karakteristika prefabriciranih transformatornih stanica

1. Shema kontejnera
1.1 Strukturni shema

U strukturnom shemu kontejnera, kontejner se uglavnom sastoji od čelikovih ploča, čelikovih grebana, čelikovih stubova, kutnih priloga i sl. Struktura kontejnera je integralna struktura formirana kombinovanjem čelikovih ploča i okvira. Na osnovu jednoslojnog rasporeda kontejnera, korišćenje softvera za metodu konacnih elemenata omogućuje postavljanje modela strukture kontejnera, a zatim simuliranje i izračunavanje građevinske opterećenosti strukture kontejnera. Rezultati izračunavanja pokazuju da je naprezanje generisano u svakom elementu kontejnera manje od dozvoljenog naprezanja čelika, a deformacija elemenata je takođe manja od dozvoljene vrednosti. Može se zaključiti da kontejner raspoređen u jednom sloju dobro ispunjava strukturne zahteve za opterećenje zgrada transformatornih stanica.

1.2 Tehničke karakteristike

Kontejnerska ramna struktura koristi međunarodne opšte standarde kako za celokupnu strukturu, tako i za njene komponente, što olakšava standardizaciju. Korišćenjem proizvodnog kapaciteta i opreme postojećih proizvođača kontejnera u saradnji sa proizvođačima sekundarnog opremu, masovna proizvodnja može biti ostvarena putem poboljšanja, što dovodi do smanjenja troškova i dobrih ekonomskih efekata. Međutim, teško je dostići privlačan izgled na površini kontejnera. Kada se koristi za gradnju transformatornih stanica u područjima sa visokim zahtevima za ocenu okruženja, kao što su urbani područja i parkovi prirode, često ne prolazi lokalnu procenu uticaja na okruženje, što predstavlja značajan prepreku za izgradnju.

Kao standardni proizvod, zbog ograničenja svojih strukturnih karakteristika, pozicije otvorenih vrata kontejnera su relativno fiksne, i teško je otvoriti vrata na drugim mestima, što dovodi do nedostatka raznolikosti u shemi. U slučaju potrebe za otvaranjem vrata, to će uticati na stabilnost i gusenost kontejnera. Stoga, kako integrisati prostor potreban za električnu opremu u unapred postavljeno fiksno mesto predstavlja veliki izazov u implementaciji strukturne sheme kontejnera za transformatorske stanice.

Opšte govoreći, životni vek transportnih kontejnera iznosi 7-10 godina. Projektovani životni vek primarne opreme u transformatorskim stanicama je 40 godina, a sekundarne opreme 20 godina. Ako se za transformatorske stanice usvoji kontejnerska struktura, potrebno je poboljšati trajnost kontejnerske strukture. Životni vek kontejnerske strukture zavisi od mnogo faktora, poput sheme protiv korozije, inherentne trajnosti materijala, radnog okruženja opreme i mera zaštite tokom rada. Nakon obrade protiv korozije, ako se kontejnerska struktura smesti u područje sa dobrom okolinom, niskim sadržajem prašine i peska i minimalnom korozivnošću, njen životni vek može doseći 20 godina ili čak 30 godina. Međutim, ako se smesti u područje sa lošom okolinom, njen životni vek će biti značajno skraćen zbog faktora kao što su sopstvena strukturna čvrstoća i postojeće tehnologije površinske obrade protiv korozije.

2. Shema Jinbang ploče
2.1 Strukturni shema

Jinbang ploča se uglavnom sastoji od cementa, popelnog praha, silikonskog praha i perlita, ojačana kompozitnim vlaknima. Formira se vakumskom visokopritisnom ekstrudiranjem, završetkom pod visokotemperaturnim i visokopritisnim parom, obradom i višeslojnim sprejanjem. Tijekom proizvodnje Jinbang ploče, ne nastaju otpadne vode, otpadni ostaci ili plinovi, a ne zagađuje okoliš, što je zeleno i ekološki prihvatljivo građevinsko proizvod. Površinski uzorci Jinbang ploče mogu biti kombinovani sa procesom površinskog nanosa preko dizajna i razvoja kalupa kako bi se dostigla varijanta uzoraka i bilo koja kombinacija boja površinskog nanosa, stvarajući bogat i raznoliki efekat i vizualno privlačan izgled površine opreme.

2.2 Tehničke karakteristike

Struktura Jinbang ploče koristi skelet sastavljen od profilnog čelika kao osnovni nosivi okvir i koristi vanjsku termičku izolaciju. Zidovi strukture Jinbang ploče sastoje se od materijala kao što su Jinbang ploče, ventilacioni sloj, film zaštite od vlage, orijentirane drvene prake, termički izolacioni materijali, tanke četvorostrane cevi i gipsne ploče. Glavni sirovinski materijali za proizvodnju Jinbang ploče su anorganski materijali, što joj daje odlične vatrogasne osobine. Bez obzira da li se koristi kao materijal za fasadu ili kao spoljni sloj termičke izolacije, Jinbang ploča pokazuje dobre vatrogasne performanse.

Istečeno putem mehaničkih izračunavanja, struktura osigurava statičku i dinamičku mehaničku čvrstoću tijekom procesa penjanja, prijevoza i montaže, ispunjavajući zahtjev za životnim vremenom od 25 godina. Ima karakteristike visoke gustoće, dobre otpornosti na vremenske uvjete, stabilne dimenzije, niske koeficijente deformacije, otpornosti na vodu, vatru i vremenske uvjete. Jinbang ploča, slično materijalima na bazi cementa, ima dobar kratkoročni izgled. Međutim, njezina lagana i krhka priroda, sklonost na pucanje i loša otpornost na udarac značajno kompromitiraju zaštitne osobine koje sam zid treba posjedovati. Jinbang ploča je pričvršćena na unutrašnji skelet putem visilica.

Spojevi ploča su pokriveni elastičnim vodootpornim sjajcem. Koriste se metode spojeva tipa jezik i ugrub, fiksacija veziva, a specijalni spojni spojnici su korišteni na spojevima ploča, ispuni su elastičnim sigurnosnim materijalima. Zbog ograničenja materijala, zaštitne osobine na spojevima vrata-ploče su loše, što nije korisno za postizanje efekata zaštite od prašine, vlage i kondenzacije. Laka deformacija ili vibracija tijekom prijevoza ili penjanja lako može uzrokovati oštećenje ili pucanje izgleda, a u nekim slučajevima, Jinbang ploča može čak i pasti.

Nadalje, zbog loših mehaničkih osobina, Jinbang ploča se može koristiti samo nezavisno kao materijal za održavanje spoljnih zidova koji ne nose teret i materijal za fasadu zgrade, i ne može služiti kao nosiva struktura, pa ne može pružiti podršku i pojačanje. Postojeći proces može ostvariti integraciju jednoslojne opreme, a postoji prostor za optimizaciju dalje integracije trodimenzionalne strukture.

3. Shema prefabricirane kabine
3.1 Strukturni shema

Struktura prefabricirane kabine izvedena je iz zrelih tehnologija dizajna i proizvodnje vanjskih kutijastih transformatorskih stanica, i predstavlja prilagođeni proizvod posebno dizajniran za integriranu instalaciju električne opreme. Prefabricirana kabina je vrsta opreme sa sopstvenom sposobnošću odbrane od deformacije. Strukturna baza je savarenog profila, a okvir kabine je integralna savarska struktura. Glavni materijal čelika koji se koristi je visokokvalitetni čvrsti čelični profil, koji ima dovoljnu mehaničku čvrstoću, tvrdocu i granicu plastičnosti, i pokazuje snažnu adaptabilnost na okruženje.

Spoljna zidna površina kabine izrađena je od metalnih čelikovih ploča, koje nude odlične dekorativne osobine, pružajući razne mogućnosti za dekoraciju spoljnih zidova. Može se fleksibilno sprejirati u skladu s lokacijom kako bi se savršeno uklapala u okružujuće okruženje i više je prihvatljiva lokalnim stanovništvo. Kada se podvrgne vanjskim silama tijekom prijevoza, penjanja itd., kabina može podvrgnuti maloj deformaciji kako bi suprotstavila ovim vanjskim silama i brzo se oporavila, štiti instalaciju električnih komponenti od mehaničkih sila, osigurava dinamičku stabilnost električnog sistema i efikasno odbija utjecaje vanjskih sila, poput zemljotresa.

U strukturnom dizajnu prefabricirane kabine, rezervisan je margen za izbor materijala i struktura čelika, što može efikasno rešiti strukturno oštećenje uzrokovano zemljotresom. Unutrašnji dizajn prefabricirane kabine je fleksibilan. Materijal profila se koristi za pojačanje kako bi se povećala ukupna nosivost, a može se koristiti trodimenzionalna strukturna raspodela. Primjenom ove sheme, smanjuje se zauzet prostor, a vertikalni prostor se iskorišćava, ostvarujući uštedu resursa zemljišta. U isto vreme, u trodimenzionalnoj strukturi, uređaji za izolaciju vibracija su instalirani između gornjeg i donjeg sloja kako bi se smanjili buka i vibracije. Čvrstoća i seizmička performansa prefabricirane kabine potvrđene su kroz analizu metodom konacnih elemenata i nacionalnim autoritetnim testnim institucijama, osiguravajući dovoljnu pouzdanost.

3.2 Tehničke karakteristike

Okvir i vrh kabine izrađeni su od cinkiranih čelikovih ploča, a zidne ploče su dvoslojne čelikove ploče ispunjene vatrogasnim, ignibrodnim i toplote izolacionim materijalima. Kombinovano s toplote izolacionom strukturom prekidnog mosta, smanjuje se prenos toplote između struktura. Kada dođe do požara unutar ili van kabine, vanjska ljuska kabine može održati svoju cjelovitost i vatrogasnost unutar 3 sata, pokazujući odlične toplote izolacione i vatrogasne performanse.

Proces "poput automobila" zatvaranja koristi se kako bi se postigli efekti zaštite od prašine, vlage i kondenzacije. Ovisno o unutrašnjoj opremi i okruženju primjene, struktura, dimenzije, vrata za održavanje i ulaze/izlaze za kablove prefabricirane kabine mogu se fleksibilno dizajnirati. Prema zahtjevima za proširenje unutrašnje opreme, različiti ulazi/izlazi za opremu mogu biti rezervirani, a vrh može se raspoloživim dijelovima, omogućujući lakšu instalaciju opreme u kasnijoj fazi. To može zadovoljiti različite projektni zahtjeve i nudi razne opcije dizajna.

Struktura prefabricirane kabine ima dobru protivokorozijsku performansu. Protivokorozijska obrada slijedi ISO12944 standard "Zaštita čelikovih konstrukcija zaštitnim farbenim sustavima". Više protivokorozijskih procesa se koriste, uključujući pretretman, cinkirani sloj, srednji sloj, površinski sloj i druge obrade, osiguravajući da kabina može dostići nivo bez korozije unutar 30 godina u C4 okruženju. Predviđeno vreme rada prefabricirane kabine je preko 40 godina, a s jednostavnim održavanjem može doseći vreme rada od 60 godina.

U usporedbi sa strukturnom shemom kontejnera, strukturna shema prefabricirane kabine ima sljedeće prednosti: može se fleksibilno dizajnirati prema stvarnim potrebama, ima veći unutrašnji prostor, pruža bolje uvjete za održavanje i nadgledanje, i manje je ovisna o uvjetima prijevoza na cestama.

4. Zaključci

S predlaganjem koncepta zelene mreže, za izgradnju transformatorskih stanica su predloženi zeleni koncepti građevine, uključujući inteligenciju, učinkovitost, pouzdanost, ekonomsku praktičnost, optimalne benefite tijekom cijelog životnog vijeka, uštedu zemljišta, energije, vode, materijala i zaštitu okruženja. Prefabricirane transformatorske stanice, koje koriste prefabriciranu opremu, u skladu su s konceptom zelene mreže i karakterizirane su brzom izgradnjom, malim zauzetim površinama, visokom sistemskom integracijom, lakšim prijevozom i brzom instalacijom.

U usporedbi sa strukturnom shemom kontejnera i strukturnom shemom Jinbang ploče, strukturna shema prefabricirane kabine pokazuje više karakteristika i prednosti. Strukturni mod prefabricirane kabine ima izvanredne prednosti kao što su sigurnost i pouzdanost, snažna adaptabilnost na okruženje, fleksibilna raspodela, visoka operativnost u održavanju i nadgledanju, kao i ušteda energije i zaštita okruženja. Pokazala je velike prednosti u praktičnoj primjeni i ima široku primjenu vrijednost.