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Hybrid-Gasisolierte Schaltanlage (HGIS) 126 kV – für Flexibilität und eine kostengünstigere Lösung

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Schaltanlage (HGIS) 126 kV

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1. Allgemeine Beschreibung

Die 126-kV-Hybrid-Gasisolierte Schaltanlage (HGIS) ist ein Höchstspannungs-Schaltsystem, das die Kompaktheit und Zuverlässigkeit einer gasisolierten Schaltanlage (GIS) mit der Flexibilität und den geringeren Kosten einer luftisolierten Schaltanlage (AIS) verbindet.

Die wichtigsten Schaltgeräte – darunter Leistungsschalter, Trennschalter, Erdungsschalter, Stromwandler (CT) und Spannungswandler (VT) – sind in versiegelten, gasisolierten Modulen untergebracht, während externe Anschlüsse wie Sammelschienen, Freileitungen und Transformatoranschlüsse weiterhin luftisoliert bleiben können.

Die 126-kV-HGIS-Klasse wird üblicherweise in 110-kV-/115-kV-/132-kV-Übertragungs- und Unterübertragungsnetzen eingesetzt.

2. Typische technische Spezifikationen
·Gerätetyp: Hybrid-Gasisolierte Schaltanlage (HGIS)
·Nennspannung: 126 kV
·Systemspannungsklasse: 110 / 115 / 132 kV
·Nennfrequenz: 50 / 60 Hz
·Nennstrom: 2000 / 3150 / 4000 A
·Kurzzeit-Standstrom: 31,5 / 40 / 50 kA (3 s)
·Kurzschluss-Ausschaltstrom: 31,5–50 kA
·Spitzen-Standstrom: 80–125 kAp
·Nennspannung: ca. 230 kV
·Blitzstoßspannungsfestigkeit (BIL): 550 kVp
·Isolationsmedium: SF₆ oder umweltfreundliches Gas
·Leistungsschaltertyp: SF₆- oder Vakuum-Leistungsschalter
·Aufstellung: Im Freien / in einer GIS-Halle
·Gehäuse: Einphasig oder dreiphasig gekapselt

3. Hauptkomponenten

1.) Hochspannungs-Leistungsschalter
·Der HGIS-Leistungsschalter ist in einem gasisolierten Gehäuse untergebracht.
Funktionen:
·Unterbricht Kurzschlussströme
·Schaltet Übertragungsleitungen
·Schützt Transformatoren und Generatoren
Typische Technologien:
·SF6-Selbstauslöschunterbrecher
·Vakuumunterbrecher (bei ausgewählten Ausführungen)

2.) Gasisolierter Trennschalter
Bietet:
·Elektrische Trennung
·Sichere Wartungsbedingungen
·Schaltvorgänge an Sammelschienen
Merkmale:
·Kompakte Bauweise
·Hohe mechanische Zuverlässigkeit
·Geringer Wartungsaufwand

3.) Erdungsschalter
·Dient zur Erdung isolierter Abschnitte.
Typen:
·Wartungs-Erdungsschalter
·Schnellschaltender Erdungsschalter
Funktionen:
·Entlädt eingeschlossene Ladungen
·Gewährleistet die Sicherheit des Personals
·Führt die Erdung induzierter Spannungen durch

4.) Stromwandler (CT)
Integrierte Stromwandler-Einheiten bieten:
·Schutzmessung
·Verbrauchsmessung
·Fehlererkennung
Typische Schutzanwendungen:
·Distanzschutz
·Differentialschutz
·Überstromschutz

5.) Spannungswandler (VT/CVT)
Liefert Spannungssignale für:
·Schutzrelais
·Messsysteme
·Synchronisationsgeräte

6.) AIS-Anschlussschnittstelle
Die Hybridkonstruktion ermöglicht den Anschluss an:
·Luftisolierte Sammelschienen
·Freileitungen
·Leistungstransformatoren
·Kabelanlagen

Dadurch eignet sich HGIS für die Modernisierung bestehender Umspannwerke.

4. Vorteile von 126-kV-HGIS
* Geringerer Platzbedarf im Umspannwerk
·Benötigt deutlich weniger Platz als herkömmliche AIS
·Geeignet für städtische und industrielle Standorte
* Hohe Zuverlässigkeit
Gasisolierte Komponenten sind geschützt vor:
·Staub
·Regen
·Salzbelastung
·Industriellen Verunreinigungen
* Kostenoptimierung
Im Vergleich zu vollständig gasisolierten Anlagen (GIS):
·Weniger gasisolierte Komponenten
·Geringere Investitionskosten
·Einfachere Installation
* Einfachere Nachrüstung
Ideal für:
·AIS-Ersatzprojekte
·Erweiterung von Umspannwerken
·Leistungserhöhungen
* Geringerer Wartungsaufwand
·Versiegelte Primärkomponenten
·Geringerer Reinigungsaufwand
·Stabile Isolationsleistung

5. Typische Anwendungsbereiche
126-kV-HGIS-Anlagen werden häufig eingesetzt für:
·110-kV-Übertragungsumspannwerke
·132-kV-Netzumspannwerke
·Sammelstationen für erneuerbare Energien
·Wasserkraftwerke
·Wind- und Solarkraftwerke
·Industrielle Stromnetze
·Eisenbahn-Elektrifizierungssysteme
·Projekte zur Verstärkung städtischer Stromnetze

6. Gängige Anordnungsschemata
Einzelschiene
·Wirtschaftliche Konfiguration
·Geeignet für kleinere Umspannwerke
Doppelschiene
·Höhere betriebliche Flexibilität
·Ermöglicht Wartungsarbeiten ohne vollständige Abschaltung
Ring-Sammelschiene
·Verbesserte Versorgungssicherheit
„Breaker-and-a-Half“-Konfiguration
·Wird in wichtigen Übertragungsumspannwerken eingesetzt

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 — Normen für Hochspannungsschaltanlagen

Zusammenfassung
Die 126-kV-Hybrid-Gasisolierte Schaltanlage (HGIS) ist eine Hochspannungsschaltlösung der 110/132-kV-Klasse, die die Zuverlässigkeit einer GIS-Anlage mit der Flexibilität einer AIS-Anlage verbindet. Sie bietet in der Regel eine Dauerstromfähigkeit von 2.000–4.000 A und eine Kurzschlussunterbrechungsfähigkeit von 31,5–50 kA und eignet sich damit für moderne Übertragungsumspannwerke, Projekte im Bereich erneuerbarer Energien sowie die Modernisierung von Umspannwerken, bei denen Platzbedarf, Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz eine wichtige Rolle spielen.