Modularna i prostorski učinkovita strukturna rešenja: Preokupna primena GIS transformatora napona u kompaktnim urbanih podstancama
Izazov: Problemi prostornih ograničenja tradicionalnih GIS napona transformatora
U urbanim jezgričnim područjima, podzemnim pretvorama ili mrežama visoke gustoće distribucije struje, resursi prostora za pretvore su izuzetno skraćeni. Takođe, tradicionalni GIS naponski transformatori (VT), zbog svoje samostalne strukture, imaju veliku fizičku dimenziju (površina obično prelazi 4 m² za opremu od 400kV), raspoređene komponente i složene tačke vezanja gasnih odseka. Ovo ne samo da dovodi do dužih ciklusa instalacije, već i teško zadovoljava zahteve za dizajn moderne kompaktnih pretvora, postajući ključnu prepreku koja ograničava nadogradnju gradske mreže.
Rešenje: Modularni integrirani dizajn u sendvič stilu
- Integrirana funkcionalna struktura
- Ključna inovacija: Koristi "VT-isključivač sendvič modul", integrisanjem elektromagnetskog naponskog transformatora (VT) i isključivača/izolacionog prekidača u jednu jedinicu gasnog odseka.
- Strukturna prednost: Eliminira flanšne veze između tradicionalnih diskretnih komponenti, smanjujući interfejs gasnih odseka i tačke zatvaranja za 50%, znatno smanjujući rizik od curenja gasa i potencijalne tačke greške.
- Primer parametara: Dužina 400kV GIS VT jedinice smanjena na ≤ 1.8m, kompleksnost vezanja smanjena za 60%.
- Tehnologija lagane omotačne konstrukcije
- Nadogradnja materijala: Omotač koristi visokojak aluminijum-magnezijum leguru (tlačna čvrstoća ≥350MPa), zamenjujući tradicionalne čelikove kućišta, dostizajući 25% smanjenje debljine stene pod uslovima ekvivalentne izolacione čvrstoće.
- Kompresija prostora: Ukupni prečnik smanjen za 30% (npr., vanjski prečnik 400kV VT optimizovan na Φ600mm). Površina opreme ≤2.5 m² (uključujući mehanizam rada), prilagođena ultra-uskim rasporedima šaha 2.5m×2.5m.
Očekivani benefiti: Redefinicija standarda opreme za scene visoke gustoće
|
Indikator |
Stopa poboljšanja |
Praktična vrednost |
|
Radne sate instalacije |
Skraćeno 40% |
Vreme instalacije jednog VT-a sa 12 → 7.2 sati |
|
Isporuka prostora |
Povećano 35% |
Štedi 1/3 površine opreme za istu kapacitet pretvore |
|
Primjenljivi scenariji |
Ograničenja prekidena |
Podzemne pretvore / Višeslojne pretvore / Modernizacija starih stanica |
|
Ciklusni troškovi |
Smanjeni 18% |
Smanjeni nivo složenosti održavanja ↓ + Smanjena stopa grešaka ↓ + Smanjen potrošnja energije ↓ |
Validacija primene scenarija
Ovo rešenje je implementirano u projektima kao što su podzemna 275kV pretvora u Šindžuku, Tokio, i pametna mreža u poslovnom rajonu Šanghaj Hongqiao:
- Pristosobljivost prostora: Uspješno integriran 6 grupa 400kV VT-a u 18m-deptinskom podzemnom šahu, dostižući gustinu uređaja od 0.4 jedinica/m² (tradicionalni shema ≤0.25 jedinica/m²).
- Evidencija pouzdanosti: Nula grešaka zatvaranja tokom 12 meseci neprekidne operacije, parcijalna emitovanja < 3pC (ispunjava IEC 62271-203 standard).
Zaključak: Neizbežna evolucija kompaktnog dizajna
Kroz tehnički put Modularne integracije (Integracija) + Lagani materijali (Laganjenje) + Strukturna optimizacija (Komprimiranje), ovo rešenje redefiniše granice prostorne efikasnosti GIS naponskih transformatora. Njegova vrednost leži ne samo u oslobađanju 35% površine pretvore, već i u pružanju skalabilne hardverske arhitekture za buduću ultra-visoko-gustu gradske električne mreže.
