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Gasisolierte Schaltanlage (GIS) 362 kV – eine kompakte Hochspannungsschaltanlage

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Schaltanlage (GIS) 362 kV

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1. Allgemeine Beschreibung
Die 362-kV-Gasisolierte Schaltanlage (GIS) ist ein kompaktes Hochspannungs-Schaltanlagensystem, das in Übertragungsumspannwerken zum Schalten, Schützen und Steuern von Stromnetzen eingesetzt wird. Es vereint Leistungsschalter, Trennschalter, Erdungsschalter, Stromwandler (CT), Spannungswandler (VT/CVT), Sammelschienen sowie Kabel- und Leitungsanschlusseinheiten in versiegelten Metallgehäusen, die mit Isoliergas (in der Regel SF₆ oder alternative Gase) gefüllt sind.

Im Vergleich zu herkömmlichen luftisolierten Schaltanlagen (AIS) benötigt eine 362-kV-GIS deutlich weniger Einbauraum, bietet einen höheren Umweltschutz und eignet sich für städtische Umspannwerke, unterirdische Umspannwerke sowie für Übertragungsnetze mit hoher Zuverlässigkeit.

2. Typische technische Spezifikationen
·Gerätetyp: Gasisolierte Schaltanlage (GIS)
·Nennspannung: 362 kV
·Systemspannungsklasse: 345 kV / 363 kV
·Norm: IEC 62271 / IEEE C37-Reihe
·Nennfrequenz: 50 / 60 Hz
·Nennstrom: 3150 / 4000 / 5000 A
·Kurzzeit-Standstrom: 50 / 63 kA (3 s)
·Spitzen-Standstrom: 125 / 160 kAp
·Kurzschluss-Ausschaltstrom: 50 / 63 kA
·Blitzstoßfestigkeit (BIL): Bis zu 1175–1425 kVp
·Netzfrequenz-Haltespannung: Ca. 510–680 kV
·Aufstellung: GIS-Halle im Innen- oder Außenbereich
·Isoliermedium: SF₆ oder umweltfreundliche Gasalternativen
·Mechanische Lebensdauer: Klasse M1/M2 je nach Komponente

Typische 362-kV-GIS-Ausführungen weisen Nennwerte von etwa 4.000 A Dauerstrom und eine Kurzschluss-Ausschaltleistung von 63 kA auf.

3. Hauptkomponenten

1.) Leistungsschalter (CB)
·Hochspannungs-SF₆- oder alternativer Gasunterbrecher
·Unterbricht Fehlerströme
·In der Regel mit federbetätigten oder hydraulischen Antriebsmechanismen ausgestattet
·Typische Unterbrechungsleistung: 50–63 kA

2.) Hauptsammelschiene
·Gekapseltes Leitersystem
·Konfigurationen mit Einzel-, Doppel- oder Ring-Sammelschiene
·Ermöglicht eine kompakte Stromverteilung

3.) Trennschalter
·Sorgt für eine sichtbare elektrische Trennung
·Wird bei Wartungsarbeiten eingesetzt

4.) Erdungsschalter
·Erdet isolierte Abschnitte
·Umfasst Schnell- und Wartungs-Erdungsausführungen

5.) Stromwandler (CT)
·Misst den Strom für:
·Schutzrelais
·Messung
·Fehlererkennung

6.) Spannungswandler / CVT-Schnittstelle
·Liefert Spannungsmesssignale

7.) Kabel- und Freileitungsanschluss
·Verbindet die GIS-Anlage mit:
·Erdkabeln
·Transformatoren
·Übertragungsleitungen

4. Typische Konfiguration einer GIS-Feldzelle
Gängige 362-kV-GIS-Anordnungen:
Einzelschienen-Konfiguration
·Einfacher Aufbau
·Geringere Kosten
Doppelschienen-Konfiguration
·Höhere betriebliche Flexibilität
·Ermöglicht Wartungsarbeiten ohne vollständige Abschaltung
„Eineinhalb-Leistungsschalter“-Konfiguration
·Anwendungen in der Hochspannungsübertragung mit hoher Zuverlässigkeit
Ring-Sammelschienen-Konfiguration
·Einsatz in kritischen Umspannwerken

5. Vorteile
*Kompakte Bauweise
·Benötigt deutlich weniger Platz als AIS
*Hohe Zuverlässigkeit
·Geschützt vor:
·Staub
·Feuchtigkeit
·Salzbelastung
·Umweltverschmutzung
*Geringerer Wartungsaufwand
·Abgedichtete Gaskammern reduzieren die Umwelteinwirkung
*Hervorragende Isolationsleistung
·Geeignet für Höchstspannungs-Übertragungsnetze
*Flexible Installation
·Installation in Innenräumen auch in dicht bebauten Stadtgebieten möglich

6. Anwendungsbereiche
362-kV-GIS-Anlagen werden üblicherweise eingesetzt in:
·Höchstspannungs-Übertragungsumspannwerken
·Städtischen Stromnetzen
·Wasserkraft-Übertragungsnetzen
·Kern- und Wärmekraftwerken
·Umspannwerken für erneuerbare Energien
·Unterirdischen Umspannwerken
·Küstengebieten/Gebieten mit hoher Umweltbelastung

7. Anwendbare Normen
Zu den typischen Normen gehören:
·IEC 62271-1 – Allgemeine Anforderungen an Hochspannungsschaltanlagen
·IEC 62271-100 – Hochspannungs-Leistungsschalter
·IEC 62271-102 – Trennschalter und Erdungsschalter
·IEEE C37-Reihe — Anforderungen an Hochspannungsschaltanlagen

8. Typische Hersteller
Zu den wichtigsten Anbietern von EHV-GIS-Technologie gehören:
·GE Vernova — GIS-Lösungen der 362/420-kV-Klasse
·ABB — GIS-Systeme für Übertragungsanwendungen
·Mitsubishi Electric — Hochspannungsschaltanlagenlösungen

Zusammenfassung:
Ein 362-kV-GIS ist ein metallgekapseltes Höchstspannungs-Schaltsystem, das für Übertragungsnetze der 345-kV-Klasse ausgelegt ist und typischerweise Nennwerte von 4000 A / 50–63 kA ausgelegt ist und Leistungsschalter, Trennschalter, Stromwandler, Erdungsschalter und Sammelschienen in einem kompakten, isolierten Gehäuse vereint, um eine zuverlässige Stromübertragung zu gewährleisten.