Модулна и интензивно използване на пространство структура решение: Пробивното приложение на GIS трансформатори на напрежението в компактни градски подстанции
Проблема: Ограниченото пространство на традиционните GIS напреженчески трансформатори
В централните градски зони, подземни трансформаторни станции или високоплотни електроенергийни мрежи, ресурсите от пространството на трансформаторната станция са изключително ограничени. Традиционните GIS напреженчески трансформатори (VTs), поради своята самостоятелна конструкция, страдат от големи физически размери (площта обикновено надхвърля 4 м² за оборудване на 400кВ), разпръснати компоненти и сложни точки за свързване на газови камери. Това не само води до дълги инсталационни цикли, но и затруднява удовлетворяването на дизайнерските изисквания на модерните компактни трансформаторни станции, ставайки ключов бутилдук, който ограничава модернизацията на градските мрежи.
Решение: Модулна интегрирана конструкция в стил „сендвич“
- Интегрирана функционална структура
- Основна иновация: Използва „модул сендвич VT-разединител“, интегриращ електромагнитния напреженчески трансформатор (VT) и разединителя/заземител в една газова камера.
- Структурни предимства: Елиминира фланцовите връзки между традиционните дискретни компоненти, намалява интерфейсите и точките за запечатване на газовите камери с 50%, значително намалявайки риска от утечка на газ и потенциалните точки на отказ.
- Примерен параметър: Дължината на единицата 400кВ GIS VT се съкращава до ≤ 1.8м, сложността на проводките се намалява с 60%.
- Лека обвивка технология
- Обновление на материала: Обвивката използва високопрочен алуминий-магнеев сплав (прочност при извличане ≥350МПа), замествайки традиционните стоманени корпуси, постигайки намаление на дебелината на стената с 25% при еквивалентна диелектрична прочност.
- Компресия на пространството: Общият диаметър се намалява с 30% (например, диаметърът на 400кВ VT оптимизиран до Φ600мм). Площта на оборудването ≤2.5 м² (включително механизът за управление), адаптирано към ултра-тясни разположения на шахта 2.5м×2.5м.
Очаквани предимства: Преосмисляне на стандартите за оборудване в условия на висока плътност
|
Индикатор |
Степен на подобрение |
Практична стойност |
|
Часове за инсталация |
Съкратени с 40% |
Време за инсталация на един VT от 12 → 7.2 часа |
|
Използване на пространството |
Увеличено с 35% |
Спестява 1/3 от площта на оборудването за същата капацитет на трансформаторна станция |
|
Приложими сценарии |
Граници премахнати |
Подземни трансформаторни станции / Многоетажни трансформаторни станции / Реновация на старите станции |
|
Цикъл на живота - разходи |
Намалени с 18% |
Намалена сложност на О&П ↓ + Намалена честота на откази ↓ + Намалено енергопотребление ↓ |
Валидация на приложимостта на сценария
Това решение е приложено в проекти като подземната 275кВ трансформаторна станция в Синдзюку, Токио, и умната мрежа в бизнес района Шанхай Хонгкуо:
- Адаптивност към пространството: Успешно интегрирани 6 групи 400кВ VT в 18м дълбока подземна шахта, постигаща плътност на устройствата 0.4 единици/м² (традиционната схема ≤0.25 единици/м²).
- Регистър на надеждност: Нулеви откази на запечатването след 12 месеца непрекъсната работа, частично излъчване < 3пК (спазва IEC 62271-203 стандарт).
Заключение: Неизбежната еволюция на компактния дизайн
Чрез технически път на Модулна интеграция (Интеграция) + Леки материали (Лекачество) + Структурна оптимизация (Компактизиране), това решение преосмисля границите на пространствената ефективност на GIS напреженческите трансформатори. Неговата стойност не се ограничава само до освобождаването на 35% от площадта на трансформаторната станция, но предоставя и скалабилна хардуерна архитектурна основа за бъдещата ултра-високоплотна градска електроенергийна мрежа.
