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Gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage (C-GIS) 24 kV – die robuste Lösung für kompakte gasisolierte Schaltanlagen

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Schaltanlage (C-GIS) 24 kV

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1. Allgemeine Beschreibung

Die 24-kV-gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage (C-GIS), auch als kompakte gasisolierte Schaltanlage bekannt, ist ein metallgekapseltes Mittelspannungs-Schaltanlagensystem, das für 20-kV-/22-kV-/24-kV-Verteilungsnetze ausgelegt ist.

C-GIS kombiniert die Gasisolationstechnologie mit der Unterbrechungstechnologie von Vakuum-Leistungsschaltern (VCB), um eine kompakte, zuverlässige und witterungsbeständige Schaltlösung zu bieten. Alle wichtigen Primärkomponenten, einschließlich Sammelschienen, Leistungsschalter, Trennschalter und Erdungsschalter, sind in abgedichteten Kammern untergebracht.

Im Vergleich zu herkömmlichen AIS benötigt die 24-kV-C-GIS weniger Einbauraum und bietet einen verbesserten Schutz vor Feuchtigkeit, Staub, Verschmutzung und rauen Betriebsumgebungen.

2. Typische technische Spezifikationen
·Gerätetyp: Kompakte gasisolierte Schaltanlage (C-GIS)
·Nennspannung: 24 kV
·Systemspannungsklasse: 20 / 22 / 24 kV
·Nennfrequenz: 50 / 60 Hz
·Nennstrom: 630 / 1250 / 2000 / 2500 A
·Kurzzeit-Standstrom: 20 / 25 / 31,5 kA (3 s)
·Kurzschluss-Ausschaltstrom: 20–31,5 kA
·Spitzen-Standstrom: 50–80 kAp
·Netzfrequenz-Haltespannung: 50 kV
·Blitzimpuls-Haltespannung (BIL): 125 kVp
·Isoliermedium: SF₆ / trockene Luft / N₂ / alternatives Gas
·Leistungsschaltertyp: Vakuum-Leistungsschalter (VCB)
·Einbau: Innen-/Außengehäuse
·Schutzart: IP4X–IP65 (je nach Ausführung)

3. Hauptkomponenten

1.) Vakuum-Leistungsschalter (VCB)
·Der Vakuumunterbrecher sorgt für die Lichtbogenlöschung bei Schaltvorgängen.
Funktionen:
·Unterbricht Kurzschlussfehler
·Schaltet Abzweige und Transformatoren
·Steuert Verteilerstromkreise
Vorteile:
·Lange Lebensdauer
·Geringer Kontaktverschleiß
·Minimaler Wartungsaufwand
·Umweltfreundlicher Betrieb

2.) Gasisoliertes Sammelschienensystem
·Die Sammelschiene ist in einem abgedichteten Gasraum installiert.
Merkmale:
·Kompakte Anordnung
·Hohe Isolationsfestigkeit
·Geschützt vor äußerer Verunreinigung
Vorteile:
·Weniger Isolationsausfälle
·Verbesserte Zuverlässigkeit
·Geringere Abmessungen der Schaltanlage

3.) Trennschalter
Funktionen:
·Sorgt für elektrische Trennung
·Ermöglicht eine sichere Wartung
·Unterstützt das Schalten im Betrieb
Merkmale:
·Gasisolierte Bauweise
·Mechanisches Verriegelungssystem
·Hohe Zuverlässigkeit

4.) Erdungsschalter
Funktionen:
·Erdet isolierte Stromkreise
·Beseitigt Restspannung
·Gewährleistet Sicherheit bei der Wartung
Sicherheitsmerkmale:
·Elektrische und mechanische Verriegelungen
·Fehlerstromfestigkeit

5.) Stromwandler (CT)
Liefert Messsignale für:
·Überstromschutz
·Transformatorschutz
·Messung
·Energieüberwachung

6.) Spannungswandler (VT)
Verwendung:
·Spannungsmessung
·Eingänge von Schutzrelais
·Synchronisation
·Überwachung der Netzqualität

7.) Kabelanschlussraum
Ausgelegt für den Anschluss an:
·Erdkabel
·Transformatoren
·Motoren
·Ringnetzeinheiten
·Anlagen für erneuerbare Energien

4. Vorteile der 24-kV-C-GIS
* Kompakte Bauweise
·Benötigt weniger Platz als AIS
·Geeignet für städtische und Innenraum-Umspannwerke
* Hoher Umweltschutz
Das versiegelte Gehäuse schützt vor:
·Staub
·Feuchtigkeit
·Salzbelastung
·Industriellen Verschmutzungen
* Hohe Zuverlässigkeit
·Stabile Isolationsleistung
·Geringe Beeinflussung durch äußere Einflüsse
·Geeignet für den Dauerbetrieb
* Geringer Wartungsaufwand
·Keine häufige Reinigung erforderlich
·Lange Wartungsintervalle
·Geringere Betriebskosten
* Erhöhte Sicherheit
·Metallgehäuse verhindert versehentliche Berührung
·Innenliegende lichtbogenbeständige Ausführungen verfügbar

5. Typische Anwendungsbereiche
24-kV-C-GIS-Schaltanlagen werden üblicherweise eingesetzt in:
·20-kV-/22-kV-Verteilerstationen
·Industriellen Stromversorgungssystemen
·Gewerbegebäuden
·Rechenzentren
·Anlagen für erneuerbare Energien
·Solar-PV-Kollektorsysteme
·Windkraft-Umspannwerke
·Bahnelektrifizierung
·Unterirdische Stadtumspannwerke
·Bergbau und Schwerindustrie

6. Typische Schaltanlagenkonfigurationen
Eingangs-Verteilerfeld
·Empfängt Strom vom vorgeschalteten Transformator oder aus dem Netz
Ausgangs-Verteilerfeld
·Versorgt die Verteilungslasten
Transformator-Abzweigschaltanlage
·Dient der Schaltung und dem Schutz des Transformators
Sammelschienen-Kopplerschaltanlage
·Verbindet und trennt Sammelschienenabschnitte
Messschaltanlage
·Dient der Spannungs- und Strommessung

7. Anwendbare Normen
·IEC 62271-1 – Allgemeine Anforderungen an Hochspannungsschaltanlagen
·IEC 62271-100 – Wechselstrom-Leistungsschalter
·IEC 62271-102 – Trennschalter und Erdungsschalter
·IEC 62271-200 – Metallgekapselte Wechselstrom-Schalt- und Steuergeräte bis 52 kV
·IEEE C37-Reihe — Normen für Mittelspannungsschaltanlagen

Zusammenfassung
Die 24-kV-gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage (C-GIS) ist ein kompaktes Verteilerschaltanlagensystem der 20/22/24-kV-Klasse, das mit einer hermetisch geschlossenen Gasisolierung und Vakuum-Leistungsschaltertechnologie arbeitet. Sie unterstützt typischerweise Nennströme von 630–2500 A und eine Kurzschlussausschaltleistung von 20–31,5 kA und bietet damit eine zuverlässige, platzsparende und wartungsarme Lösung für städtische Verteilungsnetze, Industrieanlagen, Anlagen für erneuerbare Energien und moderne Umspannwerke.