Modular at Space-Intensive na Struktura ng Solusyon: Ang Breakthrough Application ng GIS Voltage Transformers sa Compact Urban Substations
Challenge: Space Constraints of Traditional GIS Voltage Transformers
Sa mga urban na core areas, underground substations, o high-density power distribution networks, ang mga resources ng espasyo ng substation ay napakakaunti. Ang mga tradisyonal na GIS Voltage Transformers (VTs), dahil sa kanilang standalone structure, ay may malaking pisikal na sukat (karaniwang lumalampas sa 4 m² para sa 400kV equipment), scattered components, at complex gas compartment connection points. Ito ay hindi lamang nagdudulot ng mahabang installation cycles kundi nagiging mahirap din itong makatugon sa mga design requirements ng modern na compact substations, naging isang pangunahing bottleneck na nagsasala sa mga upgrade ng urban grid.
Solution: Sandwich-Style Modular Integrated Design
- Integrated Functional Structure
- Core Innovation: Ginagamit ang "VT-disconnect switch sandwich module," na nag-iintegrate ng electromagnetic voltage transformer (VT) at ang isolation/earthing switch sa isang single gas compartment unit.
- Structural Advantage: Inaalis ang flange connections sa pagitan ng mga tradisyonal na discrete components, na binabawasan ang gas compartment interfaces at sealing points ng 50%, na siyempre ay binabawasan ang panganib ng gas leakage at potential failure points.
- Example Parameter: Ang haba ng 400kV GIS VT unit ay in-compress sa ≤ 1.8m, ang wiring complexity ay binabawasan ng 60%.
- Lightweight Shell Technology
- Material Upgrade: Ang shell ay gumagamit ng high-strength aluminum-magnesium alloy (tensile strength ≥350MPa), na pumapalit sa mga tradisyonal na steel casings, na nag-aabot ng 25% reduction sa wall thickness sa ilalim ng equivalent insulation strength.
- Space Compression: Ang overall diameter ay binabawasan ng 30% (halimbawa, ang 400kV VT outer diameter ay optimized sa Φ600mm). Ang equipment footprint area ≤2.5 m² (kasama ang operating mechanism), na sumasang-ayon sa ultra-narrow 2.5m×2.5m shaft layouts.
Expected Benefits: Redefining Equipment Standards for High-Density Scenarios
|
Indicator |
Improvement Rate |
Practical Value |
|
Installation Man-Hours |
Shortened 40% |
Single VT installation time from 12 → 7.2 hrs |
|
Space Utilization |
Increased 35% |
Saves 1/3 equipment footprint area for same substation capacity |
|
Applicable Scenarios |
Limits Broken |
Underground substations / Multi-level substations / Retrofitting old stations |
|
Lifecycle Cost |
Reduced 18% |
Lowered O&M complexity ↓ + Reduced failure rate ↓ + Reduced energy consumption ↓ |
Application Scenario Validation
Ang solusyon na ito ay nailapat sa mga proyekto tulad ng underground 275kV substation sa Shinjuku, Tokyo, at ang Shanghai Hongqiao Business District smart grid:
- Space Adaptability: Matagumpay na in-integrate ang 6 groups ng 400kV VTs sa isang 18m-deep underground shaft, na nagresulta sa device density ng 0.4 units/m² (traditional scheme ≤0.25 units/m²).
- Reliability Record: Zero seal failures sa 12 months ng continuous operation, partial discharge < 3pC (meeting IEC 62271-203 standard).
Conclusion: The Inevitable Evolution of Compact Design
Sa pamamagitan ng teknikal na ruta ng Modular Integration (Integration) + Lightweight Materials (Lightweighting) + Structural Optimization (Compaction), ang solusyon na ito ay nagsasaad ng bagong hangganan sa spatial efficiency ng GIS voltage transformers. Ang halaga nito ay hindi lamang nakatuon sa pagsisikat ng 35% ng substation floor space kundi pati na rin sa pagbibigay ng scalable hardware architecture foundation para sa future ultra-high-density urban power grid.
