Professioneller Hersteller von Mittelspannungsschaltanlagen

Welche Arten von Mittelspannungsschaltanlagen gibt es?

Mittelspannungsschaltanlageist ein wesentliches elektrisches Gerät zur Steuerung, zum Schutz und zur Isolierung elektrischer Geräte mit einer Nennspannung von 3,6 kV bis 40,5 kV in Stromverteilungsnetzen.

Je nach Anwendung, Kosten und Umgebungsbedingungen gibt es verschiedene Typen, darunter ausfahrbare (mittig montierte) Schaltanlagen, feste Schaltanlagen, Ringhaupteinheiten (RMUs), gasisolierte Schaltanlagen und feststoffisolierte Schaltanlagen.

1. Ausfahrbare Schaltanlage

Der Vakuum-Leistungsschalter dieser Schaltanlage ist üblicherweise auf einem beweglichen Handwagen montiert, der sich leicht in den Schaltschrank hinein- und herausfahren lässt.

Der Hauptvorteil liegt in der schnellen Wartung und dem schnellen Austausch: Ein defekter Leistungsschalter kann innerhalb von Minuten gegen ein Ersatzgerät ausgetauscht werden, was die Ausfallzeit erheblich reduziert.

Ausfahrbare Typen wie KYN28 12 bieten außerdem eine flexible Konfiguration und zuverlässige mechanische Verriegelungen. Sie werden häufig in Umspannwerken, Industrieanlagen und Versorgungsverteilungssystemen eingesetzt, wo hohe Zuverlässigkeit und einfache Wartung erforderlich sind.

2. Feste Schaltanlage

Feste Schaltanlagen sorgen dafür, dass alle Primärkomponenten dauerhaft im Schaltschrank installiert sind.

Diese Struktur führt zu geringeren Material- und Herstellungskosten, die oft um 30 bis 50 Prozent niedriger sind als bei herausnehmbaren Typen.

Der Nachteil ist eine längere Reparaturzeit, da bei jedem Fehler der gesamte Abschnitt stromlos geschaltet werden muss.

Feste Typen (z. B.

3. Ringhaupteinheiten (RMUs)

Eine RMU ist eine kompakte, werkseitig montierte Schaltanlage, die hauptsächlich in sekundären Verteilungsnetzen eingesetzt wird.

Anstelle von Leistungsschaltern verwenden die meisten RMUs Lasttrennschalter in Kombination mit Sicherungen zum Schutz des Transformators.

Aufgrund ihrer geringen Größe und geringeren Kosten eignen sie sich für Ringleitungsnetze, kompakte Umspannwerke und Schaltschrankinstallationen im Freien.

Die Haupteinschränkung besteht darin, dass sie hohe Kurzschlussströme nicht selbstständig unterbrechen können und zum Fehlerschutz auf Sicherungen oder vorgeschaltete Leistungsschalter angewiesen sind.

4. Gasisolierte Schaltanlage (GIS)

Gasisolierte Schaltanlagen schließen alle stromführenden Teile in einem versiegelten Tank ein, der mit Isoliergas gefüllt ist, typischerweise SF6 oder neuere umweltfreundliche Trockenluft- oder Fluoronitril-Mischungen.

Da Gas eine viel höhere Spannungsfestigkeit als Luft hat, können GIS-Geräte 50 bis 70 Prozent kleiner sein als luftisolierte Schaltanlagen.

Es ist vollständig gegen Feuchtigkeit, Staub und Salz abgedichtet und eignet sich daher für raue Umgebungen wie Küstengebiete, unterirdische Umspannwerke oder Offshore-Plattformen.

Die Nachteile sind höhere Anschaffungskosten und bei SF6-basierten Systemen Umweltbedenken.

5. Fest isolierte Schaltanlage

Bei festisolierten Ausführungen werden Hochspannungsleiter in Epoxidharz oder ähnliche feste Materialien eingebettet.

Dies sorgt für eine vollständig abgedichtete und berührungssichere Struktur und macht die Abhängigkeit von Luftspalten oder Gasdruck überflüssig.

Fest isolierte Schaltanlagen sind unempfindlich gegen Höhenlage, Feuchtigkeit und Verschmutzung und enthalten SF6, was sie umweltfreundlich macht.

Obwohl die Kosten höher sind als bei herkömmlichen luftisolierten Schaltanlagen, bietet sie ein gutes Gleichgewicht zwischen Sicherheit, Kompaktheit und Nachhaltigkeit und wird häufig in umweltfreundlichen Gebäuden und Smart-Grid-Projekten eingesetzt.

Hauptunterschiede

• Struktur: ausfahrbare vs. feste vs. kompakte RMU vs. versiegelter Tank vs. massiver Guss
• Isoliermedium: Luft, Gas oder festes Epoxidharz
• Hauptkomponenten: Leistungsschalter vs. Lasttrennschalter
• Anwendungspriorität: Wartungsfreundlichkeit, Kosteneffizienz, Platzersparnis, Anpassungsfähigkeit an die Umwelt

Durch das Verständnis dieser Klassifizierungen können Ingenieure die am besten geeignete Mittelspannungsschaltanlage basierend auf Budget, Zuverlässigkeit, Platzverhältnissen und Betriebsumgebung auswählen.

Was sind die interne Struktur und die Kernkomponenten in Mittelspannungsschaltanlagen?

Vier funktionale Fächer

• Sammelschienenfach: Befindet sich im hinteren oberen Teil der Schalttafel und sammelt und verteilt den Strom von der Hauptsammelschiene.
• Leistungsschalter-/Handwagenfach: Beherbergt den Leistungsschalterwagen, den Schlüsselbereich für den Normalbetrieb und die Störungsunterbrechung.
• Kabelfach: Verbindet ein- und ausgehende Kabel und bietet Platz für Stromwandler und Erdungsschalter.
• Niederspannungs-/Instrumentenfach: Installiert sekundäre Steuer-, Schutz- und Überwachungsgeräte.

Kernfunktionskomponenten

• Hauptsammelschiene: Sammelt und verteilt elektrische Energie
• Leistungsschalter/Schütz: Unterbricht den Strom unter normalen Bedingungen oder Fehlerbedingungen
• Trennschalter/Lasttrennschalter: Bietet Isolierung oder Schalten unter Last
• Stromwandler/Spannungswandler: Wandelt hohe Ströme und Spannungen zur Messung um
• Erdungsschalter: Sorgt für eine sichere Erdung während der Wartung
• Überspannungsableiter: Schützt vor Blitzschlag und Schaltüberspannung
• Schutzrelais: Erkennt Fehler und sendet Auslösesignale

Fünf-Schutz-Sicherheitsverriegelung

• Verhindern Sie eine Fehlbedienung des Leistungsschalters
• Verhindern Sie, dass sich der Leistungsschalter unter Last bewegt
• Vermeiden Sie das Schließen des Erdungsschalters, wenn der Stromkreis unter Spannung steht
• Bei geschlossenem Erdungsschalter den Stromkreis unter Strom setzen
• Den Zugang zu spannungsführenden Räumen verhindern

Hauptanwendungsszenarien

• Energiesysteme: Kern städtischer und industrieller Verteilungsnetze
• Industriesektor: Stabile Stromversorgung für die Stahl-, Petrochemie- und Bergbauindustrie
• Kommerziell und Infrastruktur: Gebäude, Krankenhäuser, Flughäfen, Rechenzentren
• Erneuerbare Energie: Integration von Solar- und Windenergie in Netzsysteme
• Besondere Umgebungen: Offshore-Plattformen, Gebiete in großer Höhe und mit hoher Luftfeuchtigkeit

Wie wählt man eine geeignete Mittelspannungsschaltanlage aus?

1. Anwendungs- und Netzwerkrolle

Die Primärverteilung erfordert eine hohe Fehlerkapazität und häufigen Betrieb. Der Schwerpunkt der Sekundärverteilung liegt auf kompakter Größe und geringeren Kosten.

2. Wartung und Ausfallzeiten

Ausfahrbare Typen unterstützen eine schnelle Wartung. Feste Typen erfordern längere Ausfallzeiten während der Reparatur.

3. Umgebungsbedingungen

Luftisoliert für saubere Innenbereiche. GIS oder fest isoliert für raue Umgebungen.

4. Platzverfügbarkeit

Luftisoliert benötigt mehr Platz. GIS oder solide Isolierung reduzieren den Platzbedarf um 50 bis 70 Prozent.

5. Fehlerebene

Hohe Fehlerraten erfordern Systeme auf der Basis von Leistungsschaltern. Mittlere Niveaus können RMU-Lösungen verwenden.

6. Budget und Lebenszykluskosten

Feste und RMU-Typen reduzieren die Anschaffungskosten. Ausfahrbare, GIS- und fest isolierte Systeme bieten langfristigen Wert.

7. Umwelt- und Sicherheitsanforderungen

SF6-freie Systeme verwenden eine solide oder umweltfreundliche Gasisolierung. Vollständig geschlossene Konstruktionen verbessern die öffentliche Sicherheit.