Modulare und raumintensive Strukturlösung: Die bahnbrechende Anwendung von GIS-Spannungswandlern in kompakten Stadtunterstationen
Herausforderung: Raumprobleme bei traditionellen GIS-Spannungswandlern
In städtischen Kerngebieten, unterirdischen Umspannwerken oder in Hochdichteverteilnetzen sind die Ressourcen für Umspannwerk-Flächen extrem knapp. Traditionelle GIS-Spannungswandler (VTs) leiden aufgrund ihrer eigenständigen Struktur unter einem großen physischen Volumen (Fußabdruck überschreitet in der Regel 4 m² bei 400kV-Ausrüstung), zerstreuten Komponenten und komplexen Gaskammeranschlusspunkten. Dies führt nicht nur zu langen Installationszeiträumen, sondern erschwert auch die Erfüllung der Anforderungen an moderne kompakte Umspannwerke und wird so zu einem Schlüsselengpass, der Stadtgrids modernisiert.
Lösung: Sandwich-förmiges modulares integriertes Design
- Integrierte Funktionsstruktur
- Kerninnovation: Verwendet ein "VT-Abschaltschalter-Sandwich-Modul", das den elektromagnetischen Spannungswandler (VT) und den Isolierungs-/Erdungsschalter in eine einzelne Gaskammereinheit integriert.
- Struktureller Vorteil: Eliminiert Flanschverbindungen zwischen traditionellen diskreten Komponenten, reduziert Gaskammeranschlüsse und Dichtstellen um 50 %, verringert erheblich das Risiko von Gaslecks und potenziellen Ausfallstellen.
- Beispielparameter: Länge der 400kV-GIS-VT-Einheit auf ≤ 1,8m komprimiert, Verkabelungskomplexität um 60 % reduziert.
- Leichtgewichtiges Gehäusetechnologie
- Materialupgrade: Gehäuse verwendet hochfeste Aluminium-Magnesium-Legierung (Zugfestigkeit ≥350MPa), ersetzt traditionelle Stahlgehäuse, erreicht eine Reduzierung der Wandstärke um 25 % bei gleichwertiger Isolationsstärke.
- Raumkompression: Gesamtdurchmesser um 30 % reduziert (z.B. 400kV-VT-äußerer Durchmesser optimiert auf Φ600mm). Gerätefußabdruck ≤2,5 m² (einschließlich Betriebsmechanismus), passt zu ultradünnen 2,5m×2,5m Schachtanordnungen.
Erwartete Vorteile: Neubestimmung der Ausrüstungsstandards für Hochdichteszenarien
|
Kenngröße |
Verbesserungsrate |
Praktischer Nutzen |
|
Installationsarbeitsstunden |
Um 40 % verkürzt |
Einzelne VT-Installationszeit von 12 → 7,2 Stunden |
|
Raumnutzung |
Um 35 % gesteigert |
Spart 1/3 der Gerätefußabdruckfläche für gleiche Umspannwerk-Kapazität |
|
Anwendungsszenarien |
Grenzen gebrochen |
Unterirdische Umspannwerke / Mehrgeschossige Umspannwerke / Modernisierung alter Umspannwerke |
|
Lebenszykluskosten |
Um 18 % reduziert |
Reduzierte Wartungs- und Instandhaltungskomplexität ↓ + Reduzierte Ausfallrate ↓ + Reduzierter Energieverbrauch ↓ |
Anwendungsszenario-Validierung
Diese Lösung wurde in Projekten wie dem unterirdischen 275kV-Umspannwerk in Shinjuku, Tokio, und im Shanghai Hongqiao Geschäftsviertel Smart Grid eingesetzt:
- Raumanpassung: Erfolgreich sechs Gruppen von 400kV-VTs in einem 18m tiefen unterirdischen Schacht integriert, mit einer Gerätedichte von 0,4 Einheiten/m² (traditionelles Schema ≤0,25 Einheiten/m²).
- Zuverlässigkeitsrekord: Keine Dichtversagen über 12 Monate kontinuierlicher Betrieb, partielle Entladung < 3pC (entspricht IEC 62271-203 Standard).
Fazit: Die unvermeidliche Evolution des kompakten Designs
