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Hybrid-Gasisolierte Schaltanlage (HGIS) 362 kV für ein Höchstspannungs-Schaltsystem

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Schaltanlage (HGIS) 362 kV

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1. Allgemeine Beschreibung

Die 362-kV-Hybrid-Gasisolierte Schaltanlage (HGIS) ist ein Höchstspannungs-Schaltsystem, das die Vorteile von gasisolierten Schaltanlagen (GIS) und luftisolierten Schaltanlagen (AIS) für Hochleistungs-Übertragungsnetze vereint.

Die HGIS-Konstruktion integriert wichtige Primärkomponenten – darunter Leistungsschalter, Trennschalter, Erdungsschalter, Stromwandler (CT) und Spannungswandler (VT/CVT) – in kompakte, gasisolierte Module, während die Anschlüsse für Sammelschienen, Freileitungen und Transformatoren im Stil von AIS beibehalten werden. Dadurch wird ein Gleichgewicht zwischen der Kompaktheit von GIS und der Flexibilität von AIS hergestellt.

Die 362-kV-Klasse wird hauptsächlich in 345-kV/362-kV-Übertragungsnetzen und großen Netzumspannwerken eingesetzt.

2. Typische technische Spezifikationen
·Gerätetyp: Hybrid-Gasisolierte Schaltanlage (HGIS)
·Nennspannung: 362 kV
·Systemspannungsklasse: 345 kV
·Nennfrequenz: 50 / 60 Hz
·Nennstrom: 3.150 / 4.000 / 5.000 A
·Kurzzeit-Standstrom: 50 / 63 kA (3 s)
·Kurzschluss-Ausschaltstrom: 50 / 63 kA
·Spitzen-Standstrom: 125 / 160 kAp
·Netzfrequenz-Standstromspannung: 510 / 650 kV (typisch)
·Schaltimpulsfestigkeit: Bis zu 950 / 1050 kVp
·Blitzimpulsfestigkeit (BIL): Bis zu 1175 / 1425 kVp
·Isoliermedium: SF₆ oder alternatives Isoliergas
·Leistungsschaltertyp: SF₆-Unterbrecher (typisch)
·Einbau: Innen / Außen
·Mechanische Lebensdauer: Klasse M2

Typische Nennwerte für 362-kV-HGIS-Leistungsschalter umfassen einen Dauerstrom von 3.150–5.000 A und eine Kurzschlussunterbrechungsfähigkeit von 50–63 kA.

3. Hauptkomponenten

1.) 362-kV-gasisolierter Leistungsschalter
·Der Leistungsschalter ist die wichtigste Einrichtung zur Fehlerbeseitigung.
Funktionen:
·Unterbricht hohe Kurzschlussströme
·Führt Leitungs- und Transformatorschaltungen durch
·Schützt Übertragungsanlagen
Merkmale:
·Hohe Schaltleistung
·Schneller Auslösemechanismus
·Hohe mechanische Zuverlässigkeit
·Geringer Wartungsaufwand

2.) Gasisolierte Trennschalter
Funktionen:
·Trennen von Anlagenteilen
·Gewährleistung der Sicherheit bei Wartungsarbeiten
·Ermöglichung von Sammelschienenumschaltungen
Vorteile:
·Kompakte Bauweise
·Hohe Durchschlagfestigkeit
·Zuverlässige Schaltleistung

3.) Erdungsschalter
Typen:
·Wartungs-Erdungsschalter
·Schnellschaltender Erdungsschalter
Funktionen:
·Abschnitte gegen Erde isolieren
·Gefangene elektrische Energie ableiten
·Sichere Wartungsarbeiten gewährleisten

4.) Stromwandler (CT)
Integrierte Stromwandler bieten:
·Schutzsignale
·Messdaten
·Fehlererkennung
Anwendungen:
·Leitungsschutz
·Differentialschutz von Transformatoren
·Distanzschutz
·Verbrauchsmessung

5.) Spannungswandler / CVT-Schnittstelle
Ermöglicht die Spannungsmessung für:
·Schutzrelais
·Synchronisationssysteme
·Überwachungsgeräte
·Steuerungssysteme

6.) AIS-Anschlussbereich
Die Hybridanordnung ermöglicht den Anschluss an:
·Luftisolierte Sammelschienen
·Freileitungen
·Leistungstransformatoren
·Unterirdische Kabelsysteme

Dadurch eignet sich HGIS sowohl für neue Umspannwerke als auch für die Erweiterung bestehender AIS-Anlagen.

4. Vorteile von 362-kV-HGIS
* Geringerer Platzbedarf
· Benötigt deutlich weniger Platz als herkömmliche AIS-Anlagen
· Geeignet für große Übertragungsumspannwerke mit begrenzter Flächenverfügbarkeit
* Hohe Zuverlässigkeit
Gasisolierte Module schützen kritische Anlagen vor:
· Staub
· Feuchtigkeit
· Verschmutzung
·Salzbelastung
* Geringere Kosten im Vergleich zu vollständig gasisolierten Anlagen (Full GIS)
·Weniger vollständig gekapselte GIS-Abschnitte
·Geringere Komplexität bei der Installation
·Geringerer Bedarf an Bauarbeiten
* Schnellere Installation
·Werkseitig montierte Module
·Geringerer Montageaufwand vor Ort
·Kürzere Inbetriebnahmezeit
* Flexible Integration in Umspannwerke
Geeignet für:
·Neue HÜV-Umspannwerke
·Projekte zum Austausch von AIS-Anlagen
·Netzausbauprojekte

5. Typische Anwendungsbereiche
362-kV-HGIS-Anlagen werden üblicherweise eingesetzt in:
·345-kV-Übertragungsumspannwerken
·Großen Kraftwerken
·Wasserkraft-Übertragungsnetzen
·Umspannwerken für den Export erneuerbarer Energien
·Verbindungsumspannwerke
·Städtische HHV-Umspannwerke
·Küstengebiete/Umgebungen mit hoher Luftverschmutzung
·Modernisierungsprojekte bestehender AIS-Anlagen

6. Typische Konfigurationsschemata
Einzel-Sammelschiene
·Einfacher Aufbau
·Geringere Investitionskosten
·Einsatz in Standard-Übertragungsstationen
Doppelte Sammelschiene
·Verbesserte betriebliche Flexibilität
·Ermöglicht Wartungsarbeiten während des Betriebs
Ring-Sammelschiene
·Erhöhte Versorgungssicherheit
„Breaker-and-a-Half“-Schema
·Wird für kritische 345-kV-Übertragungsnetze verwendet

7. Anwendbare Normen
·IEC 62271-1 – Allgemeine Anforderungen an Hochspannungsschaltanlagen
·IEC 62271-100 – Hochspannungs-Wechselstrom-Leistungsschalter
·IEC 62271-102 – Trennschalter und Erdungsschalter
·IEC 62271-203 – Gasisolierte, metallgekapselte Schaltanlagen über 52 kV
·IEEE C37-Reihe — Anforderungen an Hochspannungsschaltanlagen

Zusammenfassung
Die 362-kV-Hybrid-Gasisolierte Schaltanlage (HGIS) ist eine Höchstspannungs-Schaltlösung der 345-kV-Klasse, die die Zuverlässigkeit einer GIS-Anlage mit der Flexibilität einer AIS-Anlage verbindet. Sie unterstützt typischerweise Dauerstrombelastungen von 3.150–5.000 A und eine Kurzschluss-Schaltleistung von 50–63 kA und bietet damit eine kompakte, zuverlässige und wirtschaftliche Lösung für große Übertragungsumspannwerke, die Einbindung erneuerbarer Energien und Projekte zum Ausbau von Höchstspannungsnetzen.