Modulární a prostorově efektivní strukturální řešení: Průlomové využití GIS napěťových transformátorů v kompaktních městských podstanicích

Výzva: Prostory tradičních GIS napěťových transformátorů​
V centrálních městských oblastech, podzemních transformačních stanicích nebo vysokohustotních distribučních sítích jsou prostorové zdroje transformačních stanic extrémně omezené. Tradiční GIS napěťové transformátory (VTs), díky své samostatné struktuře, trpí velkou fyzickou velikostí (rozloha často přesahuje 4 m² pro zařízení 400 kV), rozptýlenými komponenty a složitými spoji plynových oddílů. To nejen prodlužuje instalační cykly, ale také ztěžuje splnění návrhových požadavků moderních kompaktních transformačních stanic, stávají se klíčovým uzlem omezujícím modernizaci městských sítí.

​Řešení: Modulární integrovaný design typu "sendvič"​

1. ​Integrovaná funkční struktura​
• ​Klíčová inovace:​ Používá modul "napěťový transformátor-odpojovací spínač", který integruje elektromagnetický napěťový transformátor (VT) a odpojovací/zazemňovací spínač do jednotného plynového oddílu.
• ​Strukturální výhoda:​ Eliminuje flanžové spoje mezi tradičními diskrétními komponentami, snižuje rozhraní a uzávěry plynových oddílů o 50 %, což výrazně snižuje riziko unikání plynu a potenciální body selhání.
• ​Příklad parametru:​ Délka 400 kV GIS VT jednotky se snížila na ≤ 1,8 m, složitost připojení se snížila o 60 %.
2. ​Technologie lehkého pláště​
• ​Upgrade materiálu:​ Plášť používá lehký hliníkově-hořčíkový slitiny (tažná síla ≥350 MPa), nahrazující tradiční ocelové obaly, dosahující 25 % snížení tloušťky stěny při stejné izolační síle.
• ​Kompaktní rozměry:​ Celkový průměr se snížil o 30 % (např. 400 kV VT vnější průměr optimalizován na Φ600 mm). Rozloha zařízení ≤2,5 m² (včetně provozního mechanismu), adaptováno pro ultraúzké rozložení 2,5m×2,5m.

​Očekávané výhody: Předefinování standardů zařízení pro vysokohustotní scénáře​

​Ověření aplikace scénáře​
Toto řešení bylo nasazeno v projektech jako je podzemní 275 kV transformační stanice v Shinjuku, Tokio, a inteligentní síť obchodního distriktu Hongqiao v Šanghaji:

• ​Adaptabilita prostoru:​ Úspěšně integrováno 6 skupin 400 kV VT v 18 metrů hlubokém podzemním šachtu, dosaženo hustoty zařízení 0,4 jednotky/m² (tradiční schéma ≤0,25 jednotky/m²).
• ​Záznam spolehlivosti:​ Nula selhání těsnění během 12 měsíců nepřetržitého provozu, částečná uvolnění < 3 pC (splňuje standard IEC 62271-203).

​Závěr: Nevyhnutelná evoluce kompaktního návrhu​
Prostřednictvím technologické cesty Modulární integrace (Integrace) + Lehké materiály (Lehkost) + Strukturální optimalizace (Kompaktnost), toto řešení předefinuje hranice prostorové efektivity GIS napěťových transformátorů. Jeho hodnota spočívá nejen v osvobození 35 % rozlohy transformační stanice, ale také v poskytnutí škálovatelné hardwarové architektury pro budoucí ultravysokohustotní městské elektrické sítě.