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Hybride gasisolierte Schaltanlage (HGIS) 72,5 kV für Übertragungs- und Unterübertragungsstationen der 66-kV-Klasse

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Schaltanlage (HGIS) 72,5 kV

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1. Allgemeine Beschreibung

Die 72,5-kV-Hybrid-Gasisolierte Schaltanlage (HGIS) ist eine Hochspannungs-Schaltanlagenlösung, die die Vorteile von gasisolierten Schaltanlagen (GIS) und luftisolierten Schaltanlagen (AIS) vereint. Sie integriert wichtige Schaltkomponenten wie Leistungsschalter, Trennschalter, Erdungsschalter, Stromwandler und Spannungswandler in ein kompaktes, gasisoliertes Modul, während die externen, luftisolierten Anschlüsse für Sammelschienen oder Netzanschlüsse beibehalten werden.

HGIS ist für Übertragungs- und Unterübertragungsstationen der 66-kV-Klasse konzipiert, bei denen eine reduzierte Stellfläche, hohe Zuverlässigkeit und eine einfachere Erweiterbarkeit erforderlich sind.

2. Typische technische Spezifikationen
·Gerätetyp: Hybrid-Gasisolierte Schaltanlage (HGIS)
·Nennspannung: 72,5 kV
·Systemspannungsklasse: 66 kV
·Nennfrequenz: 50 / 60 Hz
·Nennstrom: 1250 / 2000 / 3150 A
·Kurzzeit-Standstrom: 25 / 31,5 / 40 kA (3 s)
·Kurzschluss-Ausschaltstrom: 25–40 kA
·Spitzen-Durchhaltestrom: 63–100 kAp
·Netzfrequenz-Durchhaltespannung: 140 kV (typisch)
·Blitzstoß-Haltespannung (BIL): 325 kVp
·Isoliermedium: SF₆ / alternatives Isoliergas
·Leistungsschaltertyp: SF₆- oder Vakuumunterbrecher
·Einbau: im Freien / in einem GIS-Gebäude
·Schutzklasse: Metallgekapselte, gasdicht verschlossene Kammern

3. Hauptkomponenten

1.) Gasisoliertes Leistungsschaltermodul
·Befindet sich in einem gasdicht verschlossenen Gehäuse
·Dient zur Fehlerunterbrechung und Lastschaltung
Erhältlich mit:
·SF₆-Unterbrechertechnologie
·Vakuumunterbrechertechnologie
Funktionen:
·Kurzschlussbeseitigung
·Transformatorschaltung
·Leitungsschaltung
·Systemschutz

2.) Trennschalter
·Gasisolierte Trennschalter sorgen für eine zuverlässige Trennung
Einsatzbereiche:
·Wartung
·Trennung von Anlagen
·Sammelschienenumschaltung

3.) Erdungsschalter
Typen:
·Standard-Erdungsschalter
·Schnellschaltender Erdungsschalter
Funktionen:
·Erdung isolierter Abschnitte
·Verbesserung der Bedienersicherheit
·Beseitigung induzierter Spannungen

4.) Stromwandler (CT)
Integrierte Stromwandler bieten:
·Schutzsignale
·Messdaten
·Fehlerüberwachung
Typische Anwendungen:
·Überstromschutz
·Differentialschutz
·Distanzschutz

5.) Spannungswandler (VT/CVT)
Einsatzbereiche:
·Spannungsmessung
·Synchronisation
·Eingang für Schutzrelais

6.) Luftisolierte Anschlusssektion
HGIS-Anlagen werden typischerweise angeschlossen an:
·AIS-Sammelschienen
·Freileitungen
·Leistungstransformatoren
·Kabelanschlüsse
·Dies ermöglicht eine einfachere Integration in bestehende Umspannwerke.

4. Vorteile von 72,5-kV-HGIS-Anlagen
* Kompakte Bauweise
·Benötigt weniger Platz als herkömmliche AIS-Anlagen
·Geringerer Platzbedarf im Umspannwerk
* Höhere Zuverlässigkeit
·Kritische Schaltgeräte sind innerhalb der Gaskammern geschützt
Weniger anfällig für:
·Staub
·Feuchtigkeit
·Verschmutzung
·Salzbelastung
* Einfachere Erweiterung
·Kompatibel mit bestehenden AIS-Umspannwerken
·Vereinfacht Nachrüstungsprojekte
* Geringere Kosten im Vergleich zu vollständigen GIS-Anlagen
· Verwendet weniger gasisolierte Abschnitte
· Reduziert die Investitionskosten bei gleichbleibenden GIS-Vorteilen
* Geringerer Wartungsaufwand
· Abgedichtete Module erfordern weniger Reinigung und Inspektion

5. Typische Anwendungsbereiche
72,5-kV-HGIS-Anlagen finden breite Anwendung in:
· 66-kV-Übertragungsumspannwerken
· Umspannwerken für erneuerbare Energien
·Windkraft-Sammelsysteme
·Solarkraftwerke
·Industrie-Umspannwerke
·Städtische Umspannwerke
·Bahn-Traktionsumspannwerke
·Modernisierungs- und Erweiterungsprojekte für Umspannwerke

6. Typische Sammelschienenanordnungen
Gängige Konfigurationen:
Einfache Sammelschiene
·Einfach und wirtschaftlich
·Wird für kleinere Umspannwerke verwendet
Doppelte Sammelschiene
·Bietet betriebliche Flexibilität
·Ermöglicht Wartungsarbeiten ohne vollständige Abschaltung
Ring-Sammelschiene
·Verbessert die Versorgungssicherheit
„Breaker-and-a-Half“-Konfiguration
·Wird für wichtige Übertragungsknotenpunkte 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 72,5-kV-Hybrid-Gasisolierte Schaltanlage (HGIS) ist ein kompaktes Hochspannungsschaltsystem der 66-kV-Klasse, das GIS-geschützte Primärkomponenten mit AIS-Anschlüssen kombiniert. Sie unterstützt typischerweise Nennströme von 1.250–3.150 A und eine Kurzschlussfestigkeit von 25–40 kA und bietet eine ausgewogene Kombination aus kompakter Bauweise, Zuverlässigkeit, Kosteneffizienz und einfacher Integration für moderne Übertragungs- und Industrie-Umspannwerke.