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Gasisolierte Schaltanlage (GIS) 126 kV für Übertragungsnetze der 110-kV-Klasse

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Schaltanlage (GIS) 126 kV

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Die 126-kV-Gasisolierte Schaltanlage (GIS) ist ein Hochspannungs-Schaltanlagensystem, das für Übertragungsnetze der 110-kV-Klasse ausgelegt ist. Es verwendet SF₆-Gas oder umweltfreundliche alternative Isoliergase als Isoliermedium und integriert Primärkomponenten wie Leistungsschalter, Trennschalter, Erdungsschalter, Stromwandler, Spannungswandler und Sammelschienen in einem versiegelten Metallgehäuse.

Im Vergleich zu herkömmlichen luftisolierten Schaltanlagen (AIS) bietet die 126-kV-GIS eine wesentlich kompaktere, zuverlässigere und umweltfreundlichere Lösung für Übertragungsumspannwerke.

Hauptfunktionen
·Leistungsschaltung: Führt das Ein- und Ausschalten von Übertragungsstromkreisen durch.
·Fehlerunterbrechung: Beseitigt Kurzschlussfehler durch Hochspannungs-Leistungsschalter.
·Elektrische Trennung: Gewährleistet eine sichere Trennung für Wartungsarbeiten.
·Messung und Schutz: Integriert Strom- und Spannungswandler für Mess- und Schutzsysteme.
·Kompakte Bauweise der Umspannwerke: Reduziert den Flächenbedarf und verbessert die Flexibilität bei der Installation.

Typische Anwendungsbereiche
·110-kV-Übertragungsumspannwerke
·Städtische und unterirdische Umspannwerke
·Wasserkraftwerke
·Anschlussumspannwerke für Wind- und Solarstrom
·Industrielle Übertragungsumspannwerke
·Bahn-Traktionsumspannwerke
·Küstengebiete und verschmutzte Umgebungen
·Umspannwerke mit begrenztem Platzangebot

Typische technische Spezifikationen
·Nennspannung: 126 kV
·Höchste Systemspannung: 126 kV
·Nennfrequenz: 50 Hz / 60 Hz
·Nennstrom: 1250 A – 4000 A
·Kurzzeit-Standstrom: 31,5 kA – 50 kA (typisch)
·Spitzen-Standstrom: 80 kA – 125 kA (typisch)
·Isoliermedium: SF₆ / alternatives Gas
·Aufstellung: Innen- oder Außengehäuse
·Sammelschienenkonfiguration: Einzelsammelschiene, Doppelsammelschiene, Ringsammelschiene, „Break-and-a-half“-Konfiguration
·Gehäusetyp: Metallgekapselte, geerdete Kammern

Hauptkomponenten
1.) Gasisolierte Sammelschiene
·Überträgt Strom zwischen den GIS-Feldern
·Eingeschlossen in geerdeten Aluminium- oder Stahlkammern
·Bietet eine kompakte und zuverlässige elektrische Verbindung
2.) Hochspannungs-Leistungsschalter
·Unterbricht Nenn- und Fehlerströme
·Verwendet typischerweise SF₆-Löschtechnik oder moderne Vakuum-Löschlösungen
·Wird durch Schutz- und Steuerungssysteme gesteuert
3.) Trennschalter (DS)
·Stellt die elektrische Trennung her
·Wird für Wartungs- und Schaltvorgänge verwendet
4.) Erdungsschalter (ES)
·Erdet isolierte Abschnitte
·Gewährleistet sichere Wartungsabläufe
5.) Stromwandler (CT)
·Liefert Signale für:
·Schutzrelais
·Verbrauchsabrechnung
·Überwachungssysteme
6.) Spannungswandler (VT)
·Liefert Spannungssignale für:
·Messung
·Schutz
·Synchronisation
·Automatisierungssysteme
7.) Gaskammern
·Unterteilen GIS-Abschnitte in unabhängige, abgedichtete Einheiten
·Ermöglichen eine lokalisierte Wartung
·Reduzieren die Auswirkungen von Ausfällen

Funktionsprinzip
Normalbetrieb
·Hochspannungsleiter sind in abgedichteten Metallkammern untergebracht.
·Isoliergas gewährleistet die Durchschlagfestigkeit zwischen unter Spannung stehenden Teilen und Erde.
·Der Strom fließt durch GIS-Sammelschienen und Schaltgeräte.
Fehlerbetrieb
·Das Schutzrelais erkennt den Fehlerstrom.
·Der Leistungsschalter erhält einen Auslösebefehl.
·Der Leistungsschalter unterbricht den Fehlerstrom.
·Trennschalter isolieren den Stromkreisabschnitt.
·Erdungsschalter erden die isolierten Anlagen.

Vorteile
·Im Vergleich zu AIS sehr kompakt
·Hervorragende Isolationssicherheit
·Hohe Beständigkeit gegen Verschmutzung, Feuchtigkeit und Staub
·Geeignet für die Installation in Innenräumen und unterirdisch
·Hohe Betriebsverfügbarkeit
·Geringerer Wartungsaufwand
·Verbesserte Personensicherheit
·Lange Lebensdauer
·Geeignet für Smart-Grid-Anwendungen

Typische GIS-Anordnungen
GIS mit einer Sammelschiene
·Einfacher Aufbau
·Wirtschaftliche Lösung
·Einsatz in Standard-Umspannwerken
GIS mit doppelter Sammelschiene
·Ermöglicht einen flexiblen Betrieb
·Verbessert die Systemzuverlässigkeit
GIS mit Ringsammelschiene
·Bietet durchgehende Stromversorgungswege
·Einsatz in wichtigen Netzen
GIS mit „Breaker-and-a-Half“-Konfiguration
·Einsatz in kritischen Übertragungsumspannwerken
·Bietet hohe betriebliche Flexibilität

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 C37.122 – Gasisolierte Umspannwerke

Typische Anwendungen nach Branchen
·Elektrizitätsversorger: 110-kV-Übertragungsumspannwerke
·Erneuerbare Energien: Wind- und Solarkollektor-Umspannwerke
·Wasserkraft: Generator-Aufspannungsstationen
·Industrieanlagen: Hochspannungs-Empfangsstationen
·Eisenbahn: Traktionsstromversorgungssysteme
·Städtische Infrastruktur: Innen- und unterirdische Umspannwerke
·Öl und Gas: Zuverlässige Hochspannungsversorgungssysteme

Hauptmerkmale
·Nennspannung 126 kV
·Ausgelegt für 110-kV-Übertragungsnetze
·Metallgekapselte, gasisolierte Bauweise
·Integrierte CB-, CT-, VT-, DS- und ES-Module
·Kompakte Aufstellfläche
·Hohe Durchschlagfestigkeit
·Hervorragende Umweltbeständigkeit
·Geringer Wartungsaufwand
·Hohe Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit
·Geeignet für moderne digitale Schaltanlagen
·Entspricht den Normen IEC 62271 und IEEE C37.122