Anwendung von Bodentransformatoren in Verteilungssystemen

I. Entwurfsprinzipien von Blocktransformatorstationen

Mit der Modernisierung der Strominfrastruktur werden Blocktransformatorstationen aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer kleinen Größe, geringen Verluste, niedrigen Geräuschemissionen und hoher Zuverlässigkeit in verschiedenen Szenarien weit verbreitet eingesetzt. Studien zeigen, dass bei einer Erhöhung der Versorgungsspannung von 380V auf 10kV die Leitungsspannungsverluste um 60% reduziert werden, während Kupferverbrauch und Investitionskosten jeweils um 52% sinken, was erhebliche wirtschaftliche und soziale Vorteile bietet. Als Produkt der modernen wirtschaftlichen und sozialen Entwicklung ist es ein effizientes und wirtschaftliches Verteilgeräte, das die Einführung von Hochspannung tief in den Lastzentren fördert. Dieser Artikel erläutert seine Entwurfsprinzipien, analysiert seine Anwendungen in Verteilersystemen und gibt einen Ausblick auf die zukünftige Entwicklung.

Blocktransformatorstationen sind integrierte Verteilgeräte, die Hoch- und Niederspannungselektrische Ausrüstung mit Transformatoren kombinieren. Derzeit sind sie ein wesentlicher Bestandteil des modernen städtischen Stromnetzaufbaus und werden häufig für die sekundäre Stromversorgung in neuen Gebieten, Wohnvierteln, Fabriken und vorübergehenden Stromstandorten verwendet, um die Flexibilität und Zuverlässigkeit der Stromversorgung zu erhöhen. Die folgenden Abbildungen 1 und 2 zeigen das Aussehen von Ölgetränkten Transformatoren und die interne Struktur von Trockentransformatoren.

Basierend auf den Entwurfsprinzipien und strukturellen Merkmalen bieten Blocktransformatorstationen die folgenden Vorteile:

• Hohe Integration: Durch die Kombination von Hoch- und Niederspannungselektrischer Ausrüstung und Transformatoren wird eine einheitliche Verwaltung ermöglicht und die Betriebswirtschaftlichkeit verbessert.

• Kompakte Struktur und Raumersparnis: Sie beanspruchen nur 1/10 bis 1/5 der Fläche einer traditionellen Umspannanlage, reduzieren Baukosten, gewährleisten die Sicherheit der Ausrüstung und ermöglichen leichte Mobilität und Wartung. Sie können in Ringnetz, Strahlenende und Doppelstrom-Verteilungssystemen eingesetzt werden.

II. Anwendung von Blocktransformatorstationen in Verteilersystemen
(1) Anwendungsnormen und Umweltanforderungen

Blocktransformatorstationen müssen den Normen für  Vorfabrizierte Hoch- und Niederspannungsumspannanlagen (GB/T 17467 - 1998) entsprechen. Geeignete Umgebungen umfassen: Höhenlage ≤ 1km, Temperaturbereich -30℃ bis 40℃, und keine schweren Verschmutzungen, Feuer-, Korrosions-, Explosionsrisiken oder starke Vibrationen. Zentrale technische Herausforderungen beinhalten: Zuverlässigkeit geschlossener Kabelverbindungen, Funkenüberschlag unter Hoch- und Niederspannung, Wärmeabfuhr, die die Transformatorausgabe beeinflusst, und Schutz vor Gehäuseexplosionen.

(2) Fallstudie

Ein Baustellenplatz eines Kraftwerks verwendete ein Ringnetz-Verteilungssystem, das vorfabrizierte und kombinierte Transformatoren kombinierte. Es wurden 3 ZBW-Kombiniertransformatoren (1600kVA) und 5 vorfabrizierte Transformatoren (1000kVA) in Wohn- und Baubereichen installiert. Vorfabrizierte Transformatoren wurden für den Bauspannstrom aufgrund ihrer kleineren Größe ausgewählt, während kombinierte Transformatoren stabile Lasten für Büros und Wohnbereiche versorgten. Das System wurde durch zwei Schaltanlagen (A und B) gespeist, wobei Schalter C normalerweise offen stand, um im Falle von Kabeldefekten schnell wieder Strom bereitzustellen, was die Zuverlässigkeit erhöht.

Praktische Anwendungen zeigen, dass vollständig abgeschlossene Blocktransformatorstationen:

• Verhindern, dass korrodierende Gase (z.B. Salznebel) die Ausrüstung beschädigen, was die Lebensdauer verlängert;

• Sich an enge Bauflächen anpassen, dank kompakter Gestaltung;

• Bare lebende Teile durch Kabelverbindungen eliminieren, was die elektrische Sicherheit gewährleistet.

III. Ausblick auf Blocktransformatorstationen

Mit der Beschleunigung der Urbanisierung und der sozioökonomischen Entwicklung sind die städtisch-ländlichen Bodenressourcen zunehmend knapp, die Stromlastdichte steigt kontinuierlich, und der Übergang der städtischen Verteilnetze zu Kabelsystemen beschleunigt sich. In diesem Kontext können traditionelle Pfahlmontagetransformatoren nicht mehr den modernen gesellschaftlichen Bedürfnissen gerecht werden, während Blocktransformatorstationen aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile zunehmend Marktfavoriten werden und einen Trend zur tiefen Eindringung in die Lastzentren der Nutzer zeigen. Praktische Anwendungen haben gezeigt, dass Blocktransformatorstationen nicht nur die Stromversorgungssicherheit erhöhen, sondern auch durch ästhetisches Design in die Umgebung integriert werden, was eine Rolle bei der Stadtbildverschönerung spielt. Es kann vorausgesagt werden, dass Blocktransformatorstationen in zukünftigen Verteilersystemen ein enormes Entwicklungspotenzial und breite Markträume aufweisen werden.

Fazit

Als wichtiges Ergebnis der modernen sozioökonomischen Entwicklung entsprechen Blocktransformatorstationen den aktuellen gesellschaftlichen Bedürfnissen in hohem Maße. Ihre vollständig abgeschlossene Struktur wirkt sich wirksam gegen Korrosion durch korrodierende Flüssigkeiten und Gase aus, was die Lebensdauer der elektrischen Ausrüstung erheblich verlängert. Die Gehäuse aus rostfreiem Aluminiumlegierung oder heißzinkgeätztem Farbblech mit spezieller Korrosionsschutzbehandlung haben ausgezeichnete Wasserdichtigkeit, Korrosionsbeständigkeit und staubdichte Eigenschaften, die es ihnen ermöglichen, langfristig im Freien zu betreiben. Gleichzeitig integrieren Blocktransformatorstationen Umweltverschönerung und sichere Stromversorgung und bieten starken Rückhalt für den städtischen Aufbau und die Stromversorgung.

Es wird betont, dass zur Gewährleistung des stabilen und zuverlässigen Betriebs von Blocktransformatorstationen in Wohngebieten, Industrieparks, High-Tech-Entwicklungszonen, städtischen Hochhäusern und anderen Szenarien, ihr Entwurf, ihre Herstellung und Nutzung streng den Normen und Spezifikationen der  Vorfabrizierten Hoch- und Niederspannungsumspannanlagen (GB/T 17467-1998) entsprechen müssen. Nur auf diese Weise können die technischen Vorteile von Blocktransformatorstationen vollständig genutzt werden, um fortlaufend sicher und effizienten Strom für die soziale Entwicklung bereitzustellen.