Modulaire en ruimte-efficiënte structuuroplossing: De doorbraak van GIS-spanningstransformatoren in compacte stedelijke onderstations
Uitdaging: Ruimtebeperkingen van traditionele GIS-spanningsvervormers
In stedelijke kernen, ondergrondse transformatorstations of hoogdichtheid elektriciteitsnetwerken zijn de ruimtebronnen voor transformatorstations zeer beperkt. Traditionele GIS-spanningsvervormers (VTs) hebben door hun zelfstandige structuur een groot fysiek formaat (voetafdruk over het algemeen groter dan 4 m² voor 400kV-apparatuur), verspreide componenten en complexe gascompartimentverbindingen. Dit leidt niet alleen tot lange installatiecycli, maar maakt het ook moeilijk om aan de ontwerpeisen van moderne compacte transformatorstations te voldoen, waardoor het een belangrijke knelpunt wordt bij de modernisering van stedelijke netwerken.
Oplossing: Sandwich-stijl modulaire geïntegreerde ontwerp
- Geïntegreerde functionele structuur
- Kerninnovatie: Gebruikt een "VT-afschakelaarsandwichmodule", die de elektromagnetische spanningsvervormer (VT) en de isolatie/aardingsschakelaar integreert in één gascompartimenteenheid.
- Structureel voordeel: Verwijderd flensverbindingen tussen traditionele discrete componenten, vermindert gascompartimentinterfaces en sluitpunten met 50%, wat het risico op gaslekkage en potentiële foutpunten aanzienlijk vermindert.
- Voorbeeldparameter: Lengte van 400kV GIS VT-eenheid gecomprimeerd tot ≤ 1,8m, bedradingcomplexiteit verminderd met 60%.
- Lichtgewicht behuizingstechnologie
- Materiaalupgrade: Behuizing gebruikt hoogwaardig aluminium-magnesiumlegering (trekdikte ≥350MPa), vervangt traditionele staalkasten, bereikt een vermindering van de wanddikte met 25% bij vergelijkbare isolatiesterkte.
- Ruimtecompressie: Totale diameter vermindert met 30% (bijvoorbeeld 400kV VT-buitenste diameter geoptimaliseerd naar Φ600mm). Apparaatvoetafdrukarea ≤2,5 m² (inclusief bedieningsmechanisme), past in ultra-slanke 2,5m×2,5m schachtindelingen.
Verwachte voordelen: Herdefiniëren van apparatuurnormen voor hoge-dichtheidsscenario's
|
Indicator |
Verbeteringspercentage |
Praktische waarde |
|
Installatie-arbeidsuren |
Verkort met 40% |
Installatietijd voor één VT van 12 uur naar 7,2 uur |
|
Ruimtebenutting |
Toegenomen met 35% |
Bespaart 1/3 apparaatvoetafdrukarea voor dezelfde transformatorcapaciteit |
|
Toepasselijke scenario's |
Grenzen gebroken |
Ondergrondse transformatorstations / Meerverdiepingstransformatorstations / Retrofitten van oude stations |
|
Levenscycluskosten |
Verlaagd met 18% |
Verlaagde O&M-complexiteit ↓ + Verlaagd faalpercentage ↓ + Vermindering van energieverbruik ↓ |
Toepassingsscenariobevestiging
Deze oplossing is ingezet in projecten zoals het ondergrondse 275kV-transformatorstation in Shinjuku, Tokio, en het Shanghai Hongqiao Business District slimme netwerk:
- Ruimteaanpassing: Succesvol geïntegreerd 6 groepen 400kV VT's in een 18m diepe ondergrondse schacht, bereikt een apparaatdichtheid van 0,4 eenheden/m² (traditioneel schema ≤0,25 eenheden/m²).
- Betrouwbaarheidsrecord: Nul sluitingsfouten gedurende 12 maanden continu werken, partiële emissie < 3pC (voldoet aan IEC 62271-203-norm).
Conclusie: De onvermijdelijke evolutie van compact ontwerp
Via de technische weg van Modulaire integratie (integratie) + Lichtgewicht materialen (lichtgewichting) + Structuur optimalisatie (compacter maken), redefineert deze oplossing de grenzen van de ruimteefficiëntie van GIS-spanningsvervormers. De waarde ligt niet alleen in het vrijmaken van 35% van de vloerruimte van transformatorstations, maar biedt ook een schaalbare hardwarearchitectuur basis voor toekomstige ultrahoogdichtheid stedelijke elektriciteitsnetwerken.
