โครงสร้างแบบโมดูลาร์และประหยัดพื้นที่: การใช้งานที่เป็นการก้าวกระโดดของหม้อแปลงแรงดัน GIS ในสถานีไฟฟ้าเมืองที่มีพื้นที่จำกัด

ปัญหา: ข้อจำกัดด้านพื้นที่ของทรานส์ฟอร์เมอร์แรงดัน GIS แบบดั้งเดิม​
ในพื้นที่ใจกลางเมือง สถานีไฟฟ้าใต้ดิน หรือเครือข่ายการกระจายพลังงานความหนาแน่นสูง ทรัพยากรพื้นที่ของสถานีไฟฟ้ามีอยู่อย่างจำกัด ทรานส์ฟอร์เมอร์แรงดัน GIS (VTs) แบบดั้งเดิม เนื่องจากโครงสร้างอิสระ มีขนาดใหญ่ (พื้นที่ฐานโดยทั่วไปเกิน 4 ตารางเมตรสำหรับอุปกรณ์ 400kV) ส่วนประกอบกระจัดกระจาย และจุดเชื่อมต่อช่องก๊าซที่ซับซ้อน ทำให้ไม่เพียงแต่ใช้เวลานานในการติดตั้งเท่านั้น แต่ยังทำให้ยากที่จะตอบสนองความต้องการในการออกแบบสถานีไฟฟ้ารูปแบบใหม่ที่กะทัดรัด กลายเป็นข้อจำกัดสำคัญในการปรับปรุงระบบไฟฟ้าในเมือง

​ทางออก: การออกแบบโมดูลาร์แบบแซนด์วิช​

1. ​โครงสร้างการทำงานแบบรวม​
• ​นวัตกรรมหลัก:​​ ใช้โมดูล "VT-disconnect switch sandwich module" ที่รวมเอาทรานส์ฟอร์เมอร์แรงดันแบบแม่เหล็กไฟฟ้า (VT) และสวิตช์แยก/ต่อกราวด์เข้าไว้ในช่องก๊าซเดียว
• ​ข้อได้เปรียบด้านโครงสร้าง:​​ ลดการเชื่อมต่อฝาปิดระหว่างส่วนประกอบที่แยกจากกัน ลดจุดเชื่อมต่อและจุดปิดผนึกของช่องก๊าซลง 50% ลดความเสี่ยงของการรั่วไหลของก๊าซและการเกิดจุดล้มเหลวอย่างมาก
• ​ตัวอย่างพารามิเตอร์:​​ ความยาวของ VT 400kV GIS ลดลงเหลือ ≤ 1.8 เมตร ความซับซ้อนในการต่อสายลดลง 60%
2. ​เทคโนโลยีเปลือกน้ำหนักเบา​
• ​การอัปเกรดวัสดุ:​​ เปลือกใช้วัสดุอลูมิเนียม-แมกนีเซียมความแข็งแรงสูง (ความต้านทานแรงดึง ≥350MPa) แทนเปลือกเหล็กแบบดั้งเดิม ทำให้ความหนาของผนังลดลง 25% ภายใต้ความแข็งแรงฉนวนที่เท่ากัน
• ​การบีบอัดพื้นที่:​​ ลดเส้นผ่านศูนย์กลางโดยรวมลง 30% (เช่น ความกว้างภายนอกของ VT 400kV ปรับให้เป็น Φ600mm) พื้นที่ฐานของอุปกรณ์ ​​≤2.5 ตารางเมตร​ (รวมถึงกลไกการควบคุม) สามารถปรับใช้กับโครงสร้างแกนที่แคบมาก 2.5m×2.5m

​ประโยชน์ที่คาดหวัง: กำหนดมาตรฐานใหม่สำหรับอุปกรณ์ในสถานการณ์ความหนาแน่นสูง​

​การตรวจสอบสถานการณ์การใช้งาน​
โซลูชันนี้ได้ถูกนำไปใช้ในโครงการต่างๆ เช่น สถานีไฟฟ้าใต้ดิน 275kV ในชินจูกุ โตเกียว และระบบไฟฟ้าอัจฉริยะในเขตธุรกิจหางโจว:

• ​ความเหมาะสมด้านพื้นที่:​​ สามารถรวม VT 400kV 6 ชุดในแกนใต้ดินลึก 18 เมตร ทำให้ความหนาแน่นของอุปกรณ์เป็น ​0.4 หน่วย/ตารางเมตร​ (แผนแบบดั้งเดิม ≤0.25 หน่วย/ตารางเมตร)
• ​สถิติความน่าเชื่อถือ:​​ ไม่มีการล้มเหลวของซีลในช่วงการดำเนินงานต่อเนื่อง 12 เดือน กระแสปล่อยบางส่วน < 3pC (ตามมาตรฐาน IEC 62271-203)

​สรุป: การพัฒนาที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของการออกแบบที่กะทัดรัด​
ผ่านทางเทคนิคของการรวมโมดูล (Integration) + วัสดุน้ำหนักเบา (Lightweighting) + การปรับปรุงโครงสร้าง (Compaction) โซลูชันนี้ได้กำหนดขอบเขตใหม่สำหรับประสิทธิภาพด้านพื้นที่ของทรานส์ฟอร์เมอร์แรงดัน GIS คุณค่าของโซลูชันนี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้พื้นที่สถานีไฟฟ้าเพิ่มขึ้น 35% เท่านั้น แต่ยังมอบสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ที่สามารถขยายได้สำหรับระบบไฟฟ้าในเมืองที่มีความหนาแน่นสูงในอนาคต