Дослідження конструктивної схеми та технічних характеристик змонтованих підстанцій

1. Схема контейнера
1.1 Конструктивна схема

У конструктивній схемі контейнера, контейнер в основному складається з сталевих пластин, стальних балок, стальних колон, кутових фітингів тощо. Конструкція контейнера є інтегрованою структурою, утвореною за допомогою поєднання сталевих пластин та каркасу. На основі одношарової розташування контейнера використовується скінченне-елементне програмне забезпечення для створення моделі конструкції контейнера, а потім моделюється та обчислюється будівельна навантаженість конструкції контейнера. Результати обчислення показують, що напруження, яке виникає у кожному компоненті контейнера, менше дозволеного напруження сталі, а деформація компонентів також менша за дозволене значення. З цього можна зробити висновок, що одношарово розташований контейнер добре задовольняє будівельним вимогам до навантаженості підстанцій.

1.2 Технічні характеристики

Контейнерна рамна конструкція використовує міжнародні загальні стандарти как для загальної конструкції, так і для її компонентів, що сприяє стандартизації. Використовуючи виробничі можливості та обладнання наявних виробників контейнерів у співпраці з виробниками вторинного обладнання, масове виробництво може бути досягнуто через покращення, що призводить до економії коштів та гарних економічних результатів. Проте важко досягти естетично привабливого зовнішнього вигляду поверхні контейнера. При використанні для будівництва підстанцій у районах з високими вимогами до екологічної оцінки, таких як міські та курортні території, часто не вдається пройти місцеву екологічну оцінку, що створює значні перешкоди для будівництва.

Як стандартний продукт, через обмеження конструктивних характеристик, положення дверей контейнера є відносно фіксованими, і важко відкрити двері в інших місцях, що призводить до відсутності різноманіття в схемах. У разі необхідності відкриття дверей, це вплине на стабільність та герметичність контейнера. Тому, як інтегрувати простір, необхідний для електричного обладнання, в передварительно встановлений фіксований простір, є одним з найбільших викликів при реалізації конструктивної схеми контейнера для підстанцій.

Загалом, термін служби транспортних контейнерів становить 7-10 років. Дизайнованій термін служби первинного обладнання підстанцій становить 40 років, а вторинного — 20 років. Якщо для підстанцій буде використана контейнерна конструкція, довговічність конструкції контейнера потрібно покращити. Термін служби конструкції контейнера залежить від багатьох факторів, таких як схема антикорозійного покриття, власна довговічність матеріалів, операційна середовище обладнання та заходи захисту. Після антикорозійної обробки, якщо конструкція контейнера буде розташована в області з хорошим середовищем, низьким вмістом пилу та піску та мінімальною корозійною активністю, її термін служби може досягнути 20 років або навіть 30 років. Проте, якщо розташувати її в області з поганим середовищем, її термін служби значно знизиться через фактори, такі як власна конструктивна міцність та існуюча технологія антикорозійної обробки поверхні.

2. Схема панелі Жінбанг
2.1 Конструктивна схема

Панель Жінбанг в основному виготовлена з цементу, вугільного пилу, кремнієвого пилу та перліту, армована композитними волокнами. Вона формується за допомогою вакуумно-високотискового витягування, закалюється при високій температурі та тиску пари, обробляється та багаторазово опульсуються. Під час виробництва панелі Жінбанг не виникає брудна вода, шлак або газ, і вона не забруднює середовище, що робить її зеленим та екологічно чистим будівельним матеріалом. Наповнення поверхні панелі Жінбанг можна поєднувати з процесом поверхневого покриття за допомогою розробки та виготовлення форм, щоб досягти різноманітних рисунків та будь-якого поєднання кольорів поверхневого покриття, створюючи багатий та яскравий ефект, що робить поверхню кабіни обладнання візуально привабливою.

2.2 Технічні характеристики

Структура панелі Жінбанг використовує каркас, складений з профільної сталі, як базовий несучий каркас, та використовує зовнішній метод теплоізоляції. Стіни структури панелі Жінбанг складаються з матеріалів, таких як панель Жінбанг, вентиляційний шар, гідроізоляційна плівка, ориентовані стрічки, теплоізоляційні матеріали, тонкостінні квадратні труби та гіпсова плита. Основні сировини для виробництва панелі Жінбанг — це неорганічні матеріали, що надає їй відмінну протипожежну стійкість. Чоловік використовується як матеріал для занавіси або поверхневого шару зовнішньої теплоізоляції, панель Жінбанг показує гарні протипожежні властивості.

Одночасно, завдяки механічним обчисленням, конструкція забезпечує статичну та динамічну механічну міцність на всіх етапах підвіски, транспортування та встановлення, задовольняючи вимогу до терміну служби 25 років. Вона має властивості високої щільності, відмінної стійкості до погодних умов, стабільних розмірів, низького коефіцієнта деформації, водонепроникності, вогнестійкості та стійкості до погодних умов та замерзання. Панель Жінбанг, подібно до цементних матеріалів, має гарний короткостроковий зовнішній вигляд. Проте її легкість, хрупкість, схильність до тріщин та слабка ударостійкість значно погіршують захисні властивості, які сама стіна повинна мати. Панель Жінбанг прикріплена до внутрішнього каркаса за допомогою кріплень.

Сполучні частини панелей оброблені пружним водоютілним герметиком. Використовуються методи сполучення "шип-паз" та кріплення за допомогою кріплень, а на місцях сполучення панелей використовуються спеціальні з'єднувачі, заповнені пружними герметизуючими матеріалами. Через обмеження матеріалу, герметичність на з'єднаннях дверей-панелей є поганою, що не сприяє досягненню захисту від пилу, вологи та конденсату. Незначна деформація або вібрація під час транспортування або підвіски можуть легко призвести до пошкодження або тріщин поверхні, а в деяких випадках панель Жінбанг може навіть відвалитися.

Крім того, через погані механічні властивості, панель Жінбанг може бути використана лише окремо як невесільний зовнішній стінний матеріал для обслуговування та будівельний матеріал для занавіс, але не може виконувати роль несучої конструкції, тому не може надавати функції підтримки та підсилення. Існуючий процес може досягти лише інтеграції одношарового обладнання, і є простір для оптимізації для подальшої інтеграції просторової структури.

3. Схема заздалегідь виготовленої кабіни
3.1 Конструктивна схема

Структура заздалегідь виготовленої кабіни походить від зрілих проектних та виробничих технологій зовнішніх боксових підстанцій, і це спеціально спроектований продукт для інтегрованого встановлення електричного обладнання. Заздалегідь виготовлена кабіна — це тип обладнання, який має власну здатність до протидії деформації. Конструктивна основа сварюється з профільної сталі, а каркас кабіни є інтегрованою свареною структурою. Основним сталевим матеріалом, який використовується, є високоякісна сталева конструкція, яка має достатню механічну міцність, твердість та граничну текучість, і демонструє сильну адаптивність до середовища.

Зовнішня стіна кабіни виготовлена з металевих стальних пластин, які мають відмінні декоративні властивості, що надає різні можливості для декорації зовнішніх стін. Її можна гнучко фарбувати відповідно до місцевого середовища, щоб ідеально вписатися в оточуюче середовище, і вона більш схильна бути прийнятою місцевими жителями. Коли вона піддається зовнішнім силам під час транспортування, підвіски тощо, кабіна може пройти незначну деформацію, щоб протистояти впливу цих зовнішніх сил, і відновити себе за короткий час, захищаючи встановлення електричних компонентів від механічних сил, забезпечуючи динамічну стабільність електричної системи та ефективно протистоячи впливу зовнішніх сил, таких як землетруси.

В конструктивному проектуванні заздалегідь виготовленої кабіни залишається резерв для вибору сталевих матеріалів та структур, що може ефективно вирішити структурні пошкодження, спричинені землетрусами. Внутрішнє проектування заздалегідь виготовленої кабіни є гнучким. Профільні матеріали використовуються для підсилення, щоб збільшити загальну міцність підтримки, і може бути використана просторова конструктивна компоновка. За допомогою цієї схеми зменшується зайнята площа, а вертикальний простір використовується, що забезпечує економію земельних ресурсів. Однак, у просторовій конструктивній компоновці, між верхнім та нижнім рівнями встановлюються пристрої для віброізоляції, щоб знищити шум та зменшити вібрації. Міцність та сейсмічна відмінність заздалегідь виготовленої кабіни були перевірені за допомогою скінченного елементного аналізу та авторитетними національними тестовими установами, що забезпечує достатню надійність.

3.2 Технічні характеристики

Обидва каркас та верхня кришка кабіни виготовлені з гальмованої сталевої пластини, а стінні панелі двошарові з сталевими пластинами, заповнені матеріалами, що забезпечують пожежну безпеку, вогнестійкість та теплоізоляцію. Разом з теплозахисною структурою перерваного мосту, теплопровідність між структурами зменшується. Якщо в кабіні або поза нею виникає пожежа, зовнішня оболонка кабіни може зберігати свою цілісність та вогнестійкість протягом 3 годин, що демонструє відмінні теплоізоляційні та вогнестійкі властивості.

Використовується "автомобільний" процес ущільнення, щоб досягти захисту від пилу, вологи та конденсату. Залежно від внутрішнього обладнання та середовища застосування, структура, розміри, обслуговувальні двері та відкриття для введення/виведення кабелів заздалегідь виготовленої кабіни можуть бути гнучко спроектовані. Відповідно до вимог розширення внутрішнього обладнання, можна зарезервувати різні відкриття для введення/виведення обладнання, а верхня кришка може бути розібрана по частинам, що сприяє встановленню обладнання на пізнішій стадії. Це може задовольнити різні вимоги проектів і надає різні варіанти дизайну.

Структура заздалегідь виготовленої кабіни має відмінні антикорозійні властивості. Антикорозійна обробка відповідає стандарту ISO12944 "Захист сталевих конструкцій за допомогою захисних лакофарбових систем". Використовуються кілька антикорозійних процесів, включаючи попередню обробку, цинковий шар, проміжний шар, поверхневий шар та інші обробки, що забезпечує, що кабіна може досягти рівня антикорозійного захисту без корозії протягом 30 років в середовищі C4. Дизайн терміну служби заздалегідь виготовленої кабіни передбачає більше 40 років, і при простій обслуговуванні може досягти терміну служби 60 років.

По відношенню до конструкції контейнера, конструкція заздалегідь виготовленої кабіни має такі переваги: вона може бути гнучко спроектована відповідно до фактичних потреб, має більший внутрішній простір, надає кращі умови для експлуатації та обслуговування, і менше страждає від умов дорожнього транспорту.

4. Висновки

З висуненням концепції зеленої електромережі, для будівництва підстанцій було висунуто зелені будівельні концепції, такі як інтелектуальність, висока ефективність, надійність, економічна практичність, оптимальні вигоди на всьому життєвому циклі, збереження земель, енергозбереження, водозбереження, збереження матеріалів та захист середовища. Заздалегідь виготовлені підстанції, які використовують заздалегідь виготовлене обладнання, відповідають концепції зеленої електромережі, характеризуються швидкістю будівництва, невеликою площею, високою системною інтеграцією, зручністю транспортування та швидким встановленням.

По відношенню до конструкції контейнера та конструкції панелі Жінбанг, конструкція заздалегідь виготовленої кабіни має більше характеристик та переваг. Конструктивна модель заздалегідь виготовленої кабіни має відмінні переваги, такі як безпека та надійність, сильна адаптивність до середовища, гнучка компоновка, висока оперативність при експлуатації, обслуговуванні та технічному обслуговуванні, а також енергозбереження та захист середовища. Вона продемонструвала великі переваги в практичному застосуванні та має широку цінність застосування.