Modular ug Space-Intensive Structure Solution: Ang Breakthrough Application sa GIS Voltage Transformers sa Compact Urban Substations
Challenge: Space Constraints of Traditional GIS Voltage Transformers
Sa mga urban core areas, underground substations, o high-density power distribution networks, ang mga resources sa espasyo ng substation ay lubhang limitado. Ang mga tradisyonal na GIS Voltage Transformers (VTs), dahil sa kanilang independiyenteng estruktura, may malaking pisikal na sukat (karaniwang lumampas sa 4 m² para sa 400kV equipment), scattered components, at komplikadong gas compartment connection points. Ito ay hindi lamang nagdudulot ng mahabang installation cycles kundi pati rin naihaharap sa pagkakalimita sa disenyo ng modernong compact substations, naging isang pangunahing bottleneck sa pag-upgrade ng urban grid.
Solution: Sandwich-Style Modular Integrated Design
- Integrated Functional Structure
- Core Innovation: Gumagamit ng "VT-disconnect switch sandwich module," na naglalapat ng electromagnetic voltage transformer (VT) at isolation/earthing switch sa iisang gas compartment unit.
- Structural Advantage: Nagtatanggal ng flange connections sa pagitan ng mga tradisyonal na discrete components, nakakabawas ng 50% sa gas compartment interfaces at sealing points, na siyang nagsisiguro ng mas mababa ang panganib ng gas leakage at potential failure points.
- Example Parameter: Ang haba ng 400kV GIS VT unit ay in-compress sa ≤ 1.8m, ang complexity ng wiring ay nabawasan ng 60%.
- Lightweight Shell Technology
- Material Upgrade: Ang shell ay gumagamit ng high-strength aluminum-magnesium alloy (tensile strength ≥350MPa), na nagpapalit ng tradisyonal na steel casings, na nagbibigay ng 25% reduction sa wall thickness sa ilalim ng equivalent insulation strength.
- Space Compression: Ang kabuuang diameter ay nabawasan ng 30% (halimbawa, 400kV VT outer diameter na optimized sa Φ600mm). Ang footprint area ng equipment ay ≤2.5 m² (kasama ang operating mechanism), na angkop sa ultra-narrow 2.5m×2.5m shaft layouts.
Expected Benefits: Redefining Equipment Standards for High-Density Scenarios
|
Indicator |
Improvement Rate |
Practical Value |
|
Installation Man-Hours |
Shortened 40% |
Single VT installation time from 12 → 7.2 hrs |
|
Space Utilization |
Increased 35% |
Saves 1/3 equipment footprint area for same substation capacity |
|
Applicable Scenarios |
Limits Broken |
Underground substations / Multi-level substations / Retrofitting old stations |
|
Lifecycle Cost |
Reduced 18% |
Lowered O&M complexity ↓ + Reduced failure rate ↓ + Reduced energy consumption ↓ |
Application Scenario Validation
Ang solusyon na ito ay nailapat sa mga proyekto tulad ng underground 275kV substation sa Shinjuku, Tokyo, at ang Shanghai Hongqiao Business District smart grid:
- Space Adaptability: Matagumpay na naiintegrate ang 6 groups ng 400kV VTs sa 18m-deep underground shaft, na nagresulta sa device density na 0.4 units/m² (traditional scheme ≤0.25 units/m²).
- Reliability Record: Walang seal failures sa 12 months ng continuous operation, partial discharge < 3pC (meeting IEC 62271-203 standard).
Conclusion: The Inevitable Evolution of Compact Design
Sa pamamagitan ng teknikal na paraan ng Modular Integration (Integration) + Lightweight Materials (Lightweighting) + Structural Optimization (Compaction), ang solusyon na ito ay nagseset ng bagong boundary sa spatial efficiency ng GIS voltage transformers. Ang halaga nito ay hindi lamang nakatuon sa pagbebenta ng 35% ng substation floor space kundi pati rin sa pagbibigay ng scalable hardware architecture foundation para sa future ultra-high-density urban power grid.
