Nghiên cứu về Phương án Kết cấu và Đặc điểm Kỹ thuật của Trạm biến áp Tiền chế

1. Phương án Container
1.1 Phương án Cấu trúc

Trong phương án cấu trúc container, container chủ yếu được xây dựng từ các tấm thép, dầm thép, cột thép, phụ kiện góc, v.v. Cấu trúc container là một cấu trúc tích hợp được hình thành bằng cách kết hợp các tấm thép và khung. Dựa trên bố cục đơn tầng của container, phần mềm phần tử hữu hạn được sử dụng để thiết lập mô hình cấu trúc container, sau đó mô phỏng và tính toán tải trọng công trình của cấu trúc container. Kết quả tính toán cho thấy ứng suất sinh ra trong mỗi bộ phận của container nhỏ hơn ứng suất cho phép của thép, và biến dạng của các bộ phận cũng nhỏ hơn giá trị cho phép. Có thể thấy rằng container được sắp xếp theo từng tầng có thể đáp ứng tốt yêu cầu tải trọng cấu trúc của nhà trạm biến áp.

1.2 Đặc điểm Kỹ thuật

Cấu trúc khung container tuân theo các tiêu chuẩn chung quốc tế cho cả cấu trúc tổng thể và các bộ phận, điều này giúp việc chuẩn hóa. Bằng cách tận dụng năng lực sản xuất và thiết bị của các nhà sản xuất container hiện tại kết hợp với các nhà sản xuất thiết bị thứ cấp, có thể đạt được sản xuất hàng loạt thông qua cải tiến, dẫn đến tiết kiệm chi phí và mang lại hiệu quả kinh tế tốt. Tuy nhiên, rất khó để đạt được vẻ ngoài thẩm mỹ trên bề mặt của container. Khi sử dụng để xây dựng trạm biến áp ở những khu vực có yêu cầu đánh giá môi trường cao, như khu đô thị và danh lam thắng cảnh, thường không thể vượt qua đánh giá môi trường địa phương, gây trở ngại lớn cho việc xây dựng.

Là một sản phẩm tiêu chuẩn, do hạn chế về đặc điểm cấu trúc, vị trí mở cửa của container tương đối cố định, và rất khó để mở cửa ở các vị trí khác, dẫn đến thiếu đa dạng trong phương án. Trong trường hợp cần mở cửa, nó sẽ ảnh hưởng đến sự ổn định và độ kín của container. Do đó, cách thức tích hợp không gian cần thiết cho thiết bị điện vào không gian cố định đã đặt sẵn là thách thức lớn trong việc thực hiện phương án cấu trúc container cho trạm biến áp.

Thông thường, tuổi thọ của container vận chuyển là 7-10 năm. Tuổi thọ thiết kế của thiết bị chính trong trạm biến áp là 40 năm, và của thiết bị thứ cấp là 20 năm. Nếu sử dụng cấu trúc kiểu container cho trạm biến áp, cần cải thiện độ bền của cấu trúc container. Tuổi thọ của cấu trúc container chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, như phương án phủ chống ăn mòn, độ bền tự nhiên của vật liệu, môi trường hoạt động của thiết bị và các biện pháp bảo vệ vận hành. Sau khi xử lý chống ăn mòn, nếu cấu trúc container được đặt ở khu vực có môi trường tốt, ít bụi và cát, và ít ăn mòn, tuổi thọ của nó có thể đạt 20 năm hoặc thậm chí 30 năm. Tuy nhiên, nếu đặt ở khu vực có môi trường kém, tuổi thọ của nó sẽ giảm đáng kể do các yếu tố như sức mạnh cấu trúc tự thân và công nghệ xử lý chống ăn mòn bề mặt hiện có.

2. Phương án Tấm Jinbang
2.1 Phương án Cấu trúc

Tấm Jinbang chủ yếu được làm từ xi măng, tro bay, bột silic, và perlite, được cốt thép bằng sợi composite. Nó được tạo hình bằng cách ép chân không áp suất cao, được dưỡng cứng dưới hơi nước nhiệt độ và áp suất cao, được gia công và phun nhiều lớp. Trong quá trình sản xuất tấm Jinbang, không sinh ra nước thải, chất thải rắn, hoặc khí thải, và không gây ô nhiễm môi trường, làm cho nó trở thành một sản phẩm vật liệu xây dựng xanh và thân thiện với môi trường. Các hoa văn bề mặt của tấm Jinbang có thể được kết hợp với quy trình phủ bề mặt thông qua thiết kế và phát triển khuôn để đạt được nhiều mẫu mã và bất kỳ sự kết hợp nào của màu sắc phủ bề mặt, tạo ra hiệu ứng phong phú và màu sắc, làm cho bề mặt cabin thiết bị trông hấp dẫn.

2.2 Đặc điểm Kỹ thuật

Cấu trúc tấm Jinbang sử dụng khung xương được làm từ thép hình làm khung chịu lực cơ bản và áp dụng phương pháp cách nhiệt bên ngoài. Tường của cấu trúc tấm Jinbang được tạo thành từ các vật liệu như tấm Jinbang, lớp thông gió, màng chống ẩm, gỗ dăm định hướng, vật liệu cách nhiệt, ống vuông mỏng, và thạch cao. Nguyên liệu chính để sản xuất tấm Jinbang là vật liệu vô cơ, trang bị cho nó khả năng chống cháy tuyệt vời. Cho dù được sử dụng làm vật liệu tường kính hoặc lớp bề mặt cách nhiệt bên ngoài, tấm Jinbang đều thể hiện khả năng chống cháy tốt.

Đồng thời, thông qua các phép tính cơ học, cấu trúc đảm bảo sức mạnh cơ học tĩnh và động trong suốt quá trình nâng, vận chuyển và lắp đặt, đáp ứng yêu cầu tuổi thọ 25 năm. Nó có đặc điểm mật độ cao, chịu đựng thời tiết tốt, kích thước ổn định, hệ số biến dạng thấp, chống nước, chống cháy, và chống phong hóa và đóng băng.Tấm Jinbang, giống như vật liệu gốc xi măng, có vẻ ngoài đẹp trong ngắn hạn. Tuy nhiên, tính chất nhẹ và giòn, dễ nứt, và khả năng chịu va đập kém làm suy giảm đáng kể khả năng bảo vệ mà bức tường nên có. Tấm Jinbang được gắn vào khung xương nội bộ thông qua các bộ phận treo.

Các phần nối của tấm được phủ bằng keo chống thấm đàn hồi. Nó áp dụng phương pháp kết nối lưỡi và rãnh và cố định bằng vít, và sử dụng các bộ phận nối đặc biệt tại các khớp tấm, được điền đầy bằng vật liệu niêm phong đàn hồi. Do hạn chế của vật liệu, khả năng niêm phong tại các mối nối cửa-tấm kém, không thuận lợi để đạt được hiệu ứng chống bụi, chống ẩm, và chống ngưng tụ. Sự biến dạng nhẹ hoặc rung động trong quá trình vận chuyển hoặc nâng có thể dễ dàng gây hư hỏng hoặc nứt bề mặt, và trong một số trường hợp, tấm Jinbang có thể甚至在原文中没有中文的情况下，翻译也不应夹杂中文。以下是完整且准确的越南语翻译： ```html

1. Phương án Container
1.1 Phương án Cấu trúc

Trong phương án cấu trúc container, container chủ yếu được xây dựng từ các tấm thép, dầm thép, cột thép, phụ kiện góc, v.v. Cấu trúc container là một cấu trúc tích hợp được hình thành bằng cách kết hợp các tấm thép và khung. Dựa trên bố cục đơn tầng của container, phần mềm phần tử hữu hạn được sử dụng để thiết lập mô hình cấu trúc container, sau đó mô phỏng và tính toán tải trọng công trình của cấu trúc container. Kết quả tính toán cho thấy ứng suất sinh ra trong mỗi bộ phận của container nhỏ hơn ứng suất cho phép của thép, và biến dạng của các bộ phận cũng nhỏ hơn giá trị cho phép. Có thể thấy rằng container được sắp xếp theo từng tầng có thể đáp ứng tốt yêu cầu tải trọng cấu trúc của nhà trạm biến áp.

1.2 Đặc điểm Kỹ thuật

Cấu trúc khung container tuân theo các tiêu chuẩn chung quốc tế cho cả cấu trúc tổng thể và các bộ phận, điều này giúp việc chuẩn hóa. Bằng cách tận dụng năng lực sản xuất và thiết bị của các nhà sản xuất container hiện tại kết hợp với các nhà sản xuất thiết bị thứ cấp, có thể đạt được sản xuất hàng loạt thông qua cải tiến, dẫn đến tiết kiệm chi phí và mang lại hiệu quả kinh tế tốt. Tuy nhiên, rất khó để đạt được vẻ ngoài thẩm mỹ trên bề mặt của container. Khi sử dụng để xây dựng trạm biến áp ở những khu vực có yêu cầu đánh giá môi trường cao, như khu đô thị và danh lam thắng cảnh, thường không thể vượt qua đánh giá môi trường địa phương, gây trở ngại lớn cho việc xây dựng.

Là một sản phẩm tiêu chuẩn, do hạn chế về đặc điểm cấu trúc, vị trí mở cửa của container tương đối cố định, và rất khó để mở cửa ở các vị trí khác, dẫn đến thiếu đa dạng trong phương án. Trong trường hợp cần mở cửa, nó sẽ ảnh hưởng đến sự ổn định và độ kín của container. Do đó, cách thức tích hợp không gian cần thiết cho thiết bị điện vào không gian cố định đã đặt sẵn là thách thức lớn trong việc thực hiện phương án cấu trúc container cho trạm biến áp.

Thông thường, tuổi thọ của container vận chuyển là 7-10 năm. Tuổi thọ thiết kế của thiết bị chính trong trạm biến áp là 40 năm, và của thiết bị thứ cấp là 20 năm. Nếu sử dụng cấu trúc kiểu container cho trạm biến áp, cần cải thiện độ bền của cấu trúc container. Tuổi thọ của cấu trúc container chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, như phương án phủ chống ăn mòn, độ bền tự nhiên của vật liệu, môi trường hoạt động của thiết bị và các biện pháp bảo vệ vận hành. Sau khi xử lý chống ăn mòn, nếu cấu trúc container được đặt ở khu vực có môi trường tốt, ít bụi và cát, và ít ăn mòn, tuổi thọ của nó có thể đạt 20 năm hoặc thậm chí 30 năm. Tuy nhiên, nếu đặt ở khu vực có môi trường kém, tuổi thọ của nó sẽ giảm đáng kể do các yếu tố như sức mạnh cấu trúc tự thân và công nghệ xử lý chống ăn mòn bề mặt hiện có.

2. Phương án Tấm Jinbang
2.1 Phương án Cấu trúc

Tấm Jinbang chủ yếu được làm từ xi măng, tro bay, bột silic, và perlite, được cốt thép bằng sợi composite. Nó được tạo hình bằng cách ép chân không áp suất cao, được dưỡng cứng dưới hơi nước nhiệt độ và áp suất cao, được gia công và phun nhiều lớp. Trong quá trình sản xuất tấm Jinbang, không sinh ra nước thải, chất thải rắn, hoặc khí thải, và không gây ô nhiễm môi trường, làm cho nó trở thành một sản phẩm vật liệu xây dựng xanh và thân thiện với môi trường. Các hoa văn bề mặt của tấm Jinbang có thể được kết hợp với quy trình phủ bề mặt thông qua thiết kế và phát triển khuôn để đạt được nhiều mẫu mã và bất kỳ sự kết hợp nào của màu sắc phủ bề mặt, tạo ra hiệu ứng phong phú và màu sắc, làm cho bề mặt cabin thiết bị trông hấp dẫn.

2.2 Đặc điểm Kỹ thuật

Cấu trúc tấm Jinbang sử dụng khung xương được làm từ thép hình làm khung chịu lực cơ bản và áp dụng phương pháp cách nhiệt bên ngoài. Tường của cấu trúc tấm Jinbang được tạo thành từ các vật liệu như tấm Jinbang, lớp thông gió, màng chống ẩm, gỗ dăm định hướng, vật liệu cách nhiệt, ống vuông mỏng, và thạch cao. Nguyên liệu chính để sản xuất tấm Jinbang là vật liệu vô cơ, trang bị cho nó khả năng chống cháy tuyệt vời. Cho dù được sử dụng làm vật liệu tường kính hoặc lớp bề mặt cách nhiệt bên ngoài, tấm Jinbang đều thể hiện khả năng chống cháy tốt.

Đồng thời, thông qua các phép tính cơ học, cấu trúc đảm bảo sức mạnh cơ học tĩnh và động trong suốt quá trình nâng, vận chuyển và lắp đặt, đáp ứng yêu cầu tuổi thọ 25 năm. Nó có đặc điểm mật độ cao, chịu đựng thời tiết tốt, kích thước ổn định, hệ số biến dạng thấp, chống nước, chống cháy, và chống phong hóa và đóng băng. Tấm Jinbang, giống như vật liệu gốc xi măng, có vẻ ngoài đẹp trong ngắn hạn. Tuy nhiên, tính chất nhẹ và giòn, dễ nứt, và khả năng chịu va đập kém làm suy giảm đáng kể khả năng bảo vệ mà bức tường nên có. Tấm Jinbang được gắn vào khung xương nội bộ thông qua các bộ phận treo.

Các phần nối của tấm được phủ bằng keo chống thấm đàn hồi. Nó áp dụng phương pháp kết nối lưỡi và rãnh và cố định bằng vít, và sử dụng các bộ phận nối đặc biệt tại các khớp tấm, được điền đầy bằng vật liệu niêm phong đàn hồi. Do hạn chế của vật liệu, khả năng niêm phong tại các mối nối cửa-tấm kém, không thuận lợi để đạt được hiệu ứng chống bụi, chống ẩm, và chống ngưng tụ. Sự biến dạng nhẹ hoặc rung động trong quá trình vận chuyển hoặc nâng có thể dễ dàng gây hư hỏng hoặc nứt bề mặt, và trong một số trường hợp, tấm Jinbang có thể even fall off. Moreover, due to its poor mechanical properties, Jinbang plate can only be used independently as non-load-bearing exterior wall maintenance materials and building curtain wall materials, and cannot serve as a load-bearing structure, so it cannot provide support and strengthening functions. The existing process can only achieve the integration of single-layer equipment, and there is room for optimization in further three-dimensional structure integration.

3. Phương án Cabin Tiền Chế
3.1 Phương án Cấu trúc

Cấu trúc cabin tiền chế được phát triển từ công nghệ thiết kế và sản xuất chín muồi của trạm biến áp hộp ngoài trời, và là một sản phẩm tùy chỉnh được thiết kế riêng cho việc lắp đặt tích hợp thiết bị điện. Cabin tiền chế là loại thiết bị có khả năng chống biến dạng tự thân. Cơ sở cấu trúc được hàn từ thép hình, và khung cabin là cấu trúc hàn nguyên khối. Vật liệu thép chính được sử dụng là thép cacbon chất lượng cao, có đủ sức mạnh cơ học, độ cứng và giới hạn chảy, và có khả năng thích nghi môi trường mạnh mẽ.

Tường ngoài của cabin được làm từ các tấm thép kim loại, cung cấp các thuộc tính trang trí tuyệt vời, cung cấp nhiều khả năng trang trí tường ngoài. Nó có thể được phun sơn linh hoạt theo môi trường hiện trường để hòa mình hoàn hảo với môi trường xung quanh và có khả năng được chấp nhận hơn bởi cư dân địa phương. Khi chịu tác động ngoại lực trong quá trình vận chuyển, nâng, v.v., cabin có thể biến dạng nhẹ để chống lại tác động của các lực ngoại vi và phục hồi trong thời gian ngắn, bảo vệ việc lắp đặt các thành phần điện khỏi các lực cơ học, đảm bảo sự ổn định động của hệ thống điện, và hiệu quả chống chịu các tác động ngoại lực như động đất.

Trong thiết kế cấu trúc cabin tiền chế, một dư lượng được giữ lại cho việc lựa chọn vật liệu thép và cấu trúc, có thể giải quyết hiệu quả các thiệt hại cấu trúc do động đất. Thiết kế nội thất của cabin tiền chế linh hoạt. Vật liệu hình được sử dụng để tăng cường để tăng cường độ hỗ trợ tổng thể, và có thể áp dụng bố cục cấu trúc ba chiều. Bằng cách áp dụng phương án này, diện tích chiếm dụng được giảm, và không gian dọc được sử dụng, đạt được tiết kiệm tài nguyên đất. Đồng thời, trong cấu trúc bố cục ba chiều, các thiết bị cách ly rung được lắp đặt giữa các tầng trên và dưới để loại bỏ tiếng ồn và giảm rung. Sức mạnh và hiệu suất chống động đất của cabin tiền chế đã được kiểm chứng thông qua phân tích phần tử hữu hạn và bởi các tổ chức kiểm tra uy tín quốc gia, đảm bảo độ tin cậy đủ.

3.2 Đặc điểm Kỹ thuật

Khung và nắp trên của cabin đều được làm từ thép mạ kẽm, và các tấm tường là thép hai lớp được lấp đầy với vật liệu chống cháy, chống cháy lan và cách nhiệt. Kết hợp với cấu trúc cách nhiệt cầu gãy, truyền nhiệt giữa các cấu trúc được giảm. Khi có hỏa hoạn bên trong hoặc bên ngoài cabin, vỏ ngoài của cabin có thể duy trì tính toàn vẹn và khả năng chống cháy trong 3 giờ, thể hiện hiệu suất cách nhiệt và chống cháy tuyệt vời.

Quá trình niêm phong "như xe hơi" được áp dụng để đạt được hiệu ứng chống bụi, chống ẩm và chống ngưng tụ. Tùy thuộc vào thiết bị nội bộ và môi trường ứng dụng, cấu trúc, kích thước, cửa bảo dưỡng và các lỗ cáp vào/ra của cabin tiền chế có thể được thiết kế linh hoạt. Theo yêu cầu mở rộng của thiết bị nội bộ, các lỗ vào/ra thiết bị khác nhau có thể được dự trữ, và nắp trên có thể được tháo rời theo phần, thuận tiện cho việc lắp đặt thiết bị ở giai đoạn sau. Điều này có thể đáp ứng các yêu cầu dự án khác nhau và cung cấp nhiều lựa chọn thiết kế.

Cấu trúc cabin tiền chế có hiệu suất chống ăn mòn tốt. Xử lý chống ăn mòn tuân theo tiêu chuẩn ISO12944 "Bảo vệ chống ăn mòn của kết cấu thép bằng hệ thống sơn bảo vệ". Nhiều quá trình chống ăn mòn được áp dụng, bao gồm xử lý trước, lớp kẽm, lớp trung gian, lớp bề mặt và các xử lý khác, đảm bảo rằng cabin có thể đạt được mức độ chống ăn mòn không gỉ trong 30 năm trong môi trường C4. Tuổi thọ hoạt động của cabin tiền chế được thiết kế là hơn 40 năm, và với bảo dưỡng đơn giản, nó có thể đạt được tuổi thọ 60 năm.

So với cấu trúc container, cấu trúc cabin tiền chế có các ưu điểm sau: có thể được thiết kế linh hoạt theo nhu cầu thực tế, có không gian nội bộ lớn hơn, cung cấp điều kiện vận hành và bảo trì tốt hơn, và ít bị ảnh hưởng bởi điều kiện vận chuyển đường bộ.

4. Kết luận

Với việc đề xuất khái niệm lưới điện xanh, các khái niệm xây dựng xanh như trí tuệ, hiệu quả cao, độ tin cậy, kinh tế thực tế, lợi ích tối ưu trong suốt vòng đời, tiết kiệm đất, tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm nước, tiết kiệm vật liệu, và bảo vệ môi trường đã được đưa ra cho việc xây dựng trạm biến áp. Các trạm biến áp tiền chế, sử dụng thiết bị tiền chế, phù hợp với khái niệm lưới điện xanh và có đặc điểm xây dựng nhanh, diện tích chiếm dụng nhỏ, tích hợp hệ thống cao, vận chuyển thuận tiện, và lắp đặt nhanh chóng.

So với cấu trúc container và cấu trúc tấm Jinbang, cấu trúc cabin tiền chế thể hiện nhiều đặc điểm và ưu điểm hơn. Mô hình cấu trúc cabin tiền chế có các ưu điểm nổi bật như an toàn và đáng tin cậy, khả năng thích ứng môi trường mạnh mẽ, bố cục linh hoạt, khả năng vận hành, bảo trì và kiểm tra cao, cũng như tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Nó đã thể hiện những ưu điểm lớn trong ứng dụng thực tế và có giá trị ứng dụng rộng rãi.