Modułowa i przestrzennie optymalna struktura rozwiązania: Przełomowe zastosowanie transformatorów napięciowych GIS w zwartej miejskiej podstacji
Wyzwanie: Ograniczenia przestrzenne tradycyjnych transformatorów napięcia GIS
W centralnych obszarach miejskich, podziemnych stacjach transformatorowych lub sieciach dystrybucji o wysokiej gęstości, zasoby przestrzenne stacji są niezwykle ograniczone. Tradycyjne transformatory napięcia GIS (VTs), ze względu na swoją samodzielna strukturę, cechują się dużymi rozmiarami fizycznymi (powierzchnia podstawy zazwyczaj przekracza 4 m² dla sprzętu 400kV), rozproszonymi komponentami i skomplikowanymi punktami połączeń komórek gazowych. To nie tylko prowadzi do długich cykli instalacji, ale także utrudnia spełnienie wymagań projektowych nowoczesnych zwartych stacji, stając się kluczowym butelkowym gardłem ograniczającym modernizację miejskich sieci.
Rozwiązanie: Modularny integracyjny projekt typu "sandwich"
- Zintegrowana struktura funkcjonalna
- Główna innowacja: Wykorzystuje moduł "transformator napięcia - przełącznik odłączający typu sandwich", integrując elektromagnetyczny transformator napięcia (VT) i przełącznik izolacyjny/zakłócający w jednostkę komórki gazowej.
- Zalety konstrukcyjne: Eliminuje flansowe połączenia między tradycyjnymi dyskretnymi elementami, redukując interfejsy komórek gazowych i punkty szczelności o 50%, znacznie obniżając ryzyko przecieku gazu i potencjalne punkty awarii.
- Przykładowy parametr: Długość jednostki GIS VT 400kV skompresowana do ≤ 1,8m, złożoność kablowania zmniejszona o 60%.
- Technologia lekkiej obudowy
- Uaktualnienie materiałów: Obudowa wykorzystuje wysokowytrącalego stopu aluminium-magnezu (wytrzymałość na rozciąganie ≥350MPa), zastępując tradycyjne stalowe obudowy, osiągając 25% redukcję grubości ścian przy równoważnej sile izolacyjnej.
- Kompresja przestrzeni: Całkowity średnica zmniejszona o 30% (np. zewnętrzny średnica VT 400kV zoptymalizowana do Φ600mm). Powierzchnia zabudowy urządzenia ≤2,5 m² (w tym mechanizm obsługi), dostosowana do ultrawąskich układów szybowych 2,5m×2,5m.
Oczekiwane korzyści: Redefiniowanie standardów urządzeń dla scenariuszy o wysokiej gęstości
|
Wskaźnik |
Stopień poprawy |
Praktyczna wartość |
|
Godziny pracy montażu |
Skrócone o 40% |
Czas montażu pojedynczego VT z 12 → 7,2 godz. |
|
Wykorzystanie przestrzeni |
Zwiększone o 35% |
Oszczędza 1/3 powierzchni zabudowy urządzenia dla tej samej pojemności stacji |
|
Scenariusze zastosowania |
Przekroczenie limitów |
Podziemne stacje transformatorowe / Wielopoziomowe stacje transformatorowe / Modernizacja starych stacji |
|
Koszt całkowity przez cykl życia |
Zmniejszony o 18% |
Obniżona złożoność utrzymania ↓ + Zmniejszona częstotliwość awarii ↓ + Zmniejszony zużycie energii ↓ |
Walidacja scenariusza zastosowania
To rozwiązanie zostało wdrożone w projektach takich jak podziemna stacja transformatorowa 275kV w Shinjuku, Tokio, i inteligentna sieć w biznesowym rejonie Hongqiao w Szanghaju:
- Adaptacja przestrzenna: Pomyślnie zintegrowano 6 grup VT 400kV w 18-metrowej głębokości podziemnego szybu, osiągając gęstość urządzeń 0,4 jednostki/m² (tradycyjny schemat ≤0,25 jednostki/m²).
- Rekord niezawodności: Zero awarii uszczelki podczas 12 miesięcy ciągłej eksploatacji, częściowe wyładowanie < 3pC (spełnia standard IEC 62271-203).
Podsumowanie: Nieunikniona ewolucja zwartego projektu
Przez technologiczną ścieżkę Modularnej Integracji (Integracja) + Lekkich Materiałów (Lekkość) + Optymalizacji Strukturalnej (Zwartość), to rozwiązanie redefine granice efektywności przestrzennej transformatorów napięcia GIS. Jego wartość polega nie tylko na uwolnieniu 35% powierzchni stacji, ale także na zapewnieniu skalowalnej architektury sprzętowej dla przyszłej nadzwyczaj gęstej miejskiej sieci energetycznej.
