Modular da Space-Intensive Structure Solution: Da Breakthrough Application of GIS Voltage Transformers in Compact Urban Substations
چالسی: فضای محدود دیویتیهاي گیس سنتی
در مناطق هسته شهری، زیرزمینی تغییرات ولتاژ و شبکههای توزیع برق با چگالی بالا، منابع فضا در ایستگاههای تغییر ولتاژ بسیار کم هستند. دیویتیهای گیس (VTs) سنتی به دلیل ساختار مستقل خود، از حجم فیزیکی بزرگ (مساحت پایه معمولاً بیش از 4 متر مربع برای تجهیزات 400kV)، قطعات پراکنده و نقاط اتصال پیچیده حفره گازی رنج میبرند. این موضوع نه تنها دوره نصب طولانی میکند بلکه مشکلاتی برای رعایت نیازهای طراحی ایستگاههای تغییر ولتاژ فشرده مدرن ایجاد میکند و یکی از موانع اصلی برای بهروزرسانی شبکههای شهری میشود.
راهحل: طراحی یکپارچه مدولار سبک ساندویچی
- ساختار عملکردی یکپارچه
- نوآوری اصلی: استفاده از ماژول "ساندویچ دیویتی-سوئیچ جداکننده"، که دیویتی الکترومغناطیسی (VT) و سوئیچ جداسازی/زمینریزی را در یک واحد حفره گازی یکپارچه میکند.
- مزیت ساختاری: حذف اتصالات فلانژ بین قطعات سنتی جداگانه، کاهش 50% رابطهای حفره گازی و نقاط ختم، کاهش قابل توجه ریسک لو رفتن گاز و نقاط شکننده بالقوه.
- پارامتر نمونه: طول واحد 400kV GIS VT به ≤ 1.8m فشرده شده، پیچیدگی سیمکشی کاهش یافته به 60%.
- فناوری پوسته سبک وزن
- بهروزرسانی مواد: پوسته از آلیاژ آلومینیوم-منگنز با مقاومت کششی ≥350MPa استفاده میکند که جایگزین پوششهای فولادی سنتی میشود و ضخامت دیواره را تحت قوت عایقی معادل 25% کاهش میدهد.
- فشردهسازی فضا: قطر کلی کاهش یافته به 30% (به عنوان مثال، قطر خارجی 400kV VT به Φ600mm بهینه شده است). مساحت پایه تجهیز ≤2.5 متر مربع (شامل مکانیسم عملیاتی)، تطبیق با چیدمان شفت بسیار باریک 2.5m×2.5m.
مزایای مورد انتظار: تعریف مجدد استانداردهای تجهیزات برای سناریوهای با چگالی بالا
|
شاخص |
نرخ بهبود |
ارزش عملی |
|
ساعات کار نصب |
کوتاه شده 40% |
زمان نصب یک VT از 12 → 7.2 ساعت |
|
استفاده از فضا |
افزایش 35% |
صرفهجویی 1/3 مساحت پایه تجهیز برای ظرفیت ایستگاه تغییر ولتاژ یکسان |
|
سناریوهای قابل اعمال |
حدها شکسته شده |
ایستگاههای زیرزمینی / ایستگاههای چندسطحی / بهروزرسانی ایستگاههای قدیمی |
|
هزینههای چرخه عمر |
کاهش 18% |
پیچیدگی O&M کاهش یافته + نرخ خرابی کاهش یافته + مصرف انرژی کاهش یافته |
اعتبارسنجی سناریوی کاربردی
این راهحل در پروژههایی مانند ایستگاه زیرزمینی 275kV در شینجوكو، توکیو و شبکه هوشمند برق در منطقه تجاری هونگکیو شانگهای نصب شده است:
- توافق با فضا: با موفقیت 6 گروه 400kV VTs در یک شفت زیرزمینی 18 متر عمیق یکپارچه شده است، با تراکم دستگاه 0.4 واحد/متر مربع (طرح سنتی ≤0.25 واحد/متر مربع).
- ضبط قابلیت اطمینان: بدون شکست خوردن ختمها در 12 ماه عملیات مداوم، تخلیه جزئی < 3pC (با استاندارد IEC 62271-203).
نتیجهگیری: تکامل اجتنابناپذیر طراحی فشرده
از طریق مسیر فنی یکپارچهسازی مدولار (یکپارچهسازی) + مواد سبک وزن (سبکوزنسازی) + بهینهسازی ساختاری (فشردهسازی)، این راهحل مرزهای کارایی فضایی دیویتیهای گیس را تعریف مجدد میکند. ارزش آن نه تنها در آزاد کردن 35% از فضای زمینی ایستگاه تغییر ولتاژ، بلکه در ارائه یک پایه سختافزاری قابل مقیاس برای شبکه برق شهری با چگالی بسیار بالا در آینده است.
