Hauptverteilerstationen (RMUs) in der elektrischen Verteilung Es handelt sich um kompakte Mittelspannungsaggregate, die zur Schaltung, Sicherung und Abschirmen von Ring- oder Radialzuführungen verwendet werden. Ein RMU kombiniert normalerweise Lasttrennschalter, eine Erdungsschalter, Kabelabschlüsse und – falls erforderlich – einen Schutzschalter oder einen Kurzschluß- oder Schaltstromkreis-Abschluß. Diese Anleitung erläutert die Betriebszustände, Leistungsangaben, Schutzfunktionen, Installation, Wartung und Beschaffungsempfehlungen für Verteilnetze.
Auswahl der RMU in Kürze
- Vor dem Vergleich der Modelle ist die Spannung, der Dauerstrom, die Kurzzeitbeständigkeit und die Fehlerunterbrechung zu bestätigen.
- Pasen das RMU-Isolationssystem und die Gehäusebauweise an die Luftfeuchtigkeit, den Staub, das Salz, die Höhe und die Zugangsbereiche an.
- Koordinate-Ringschalter, Transformatorschutz, Erdung und Fernanzeige sind im Einliniendiagramm dargestellt.
Was ist luftisolierte Schaltanlage?
AIS nutzt atmosphärische Luft als hauptsächliche äußere Isolierung zwischen spannungsführenden Teilen und Erde. Mittelspannungs-AIS für den Innenbereich verfügt in der Regel über getrennte Leistungsschalter-, Sammelschienen-, Kabel- und Niederspannungsfächer. Hochspannungs-AIS für den Außenbereich verwendet Sammelschienenleiter und Betriebsmittel, die durch Freiluftabstände voneinander getrennt sind.
Zu den Stärken gehören eine sichtbare Konstruktion, vertraute Wartung, ein einfacherer Zugang zu den Komponenten und oft geringere Anschaffungskosten für die Geräte. Zu den Nachteilen zählen ein größerer Platzbedarf und eine größere Anfälligkeit für Staub, Salz, Feuchtigkeit, Kondensation und kleine Tiere, wenn das Gehäuse oder Gebäude nicht klimatisiert ist.
Was ist gasisolierte Schaltanlage?
GIS umschließt Primärleiter, Schaltgeräte und Sammelschienen in gekapselten, geerdeten Kammern. Das kontrollierte Isolationsmedium ermöglicht geringere Abstände, wodurch kompakte Anlagen entstehen, die unempfindlich gegenüber äußeren Verschmutzungen sind. GIS sind dort üblich, wo Land teuer, der Platz begrenzt oder die Umgebung rauh ist.
GIS vs. AIS Vergleich
| Faktor | GIS | AIS |
|---|---|---|
| Fußabdruck | Kompakt | Größer |
| Umweltbelastung | Primärteile versiegelt | Stärker Luft und Verunreinigung ausgesetzt |
| Visueller Zugang | Begrenzt | Größer |
| Reguläre Hauptwartung | Oft niedriger | Allgemein zugänglicher |
| Spezialisierter Dienst | Gas- und versiegelte Module-Fähigkeiten | Konventionelle luftisolierte Fertigkeiten |
| Erstausstattungskosten | Oft höher | Oft niedriger |
| Grundstücks- und Gebäudekosten | Oft geringere Platzkosten | Größerer Platzbedarf |
Grundriss und Anordnung
GIS kann die Feldbreite und die Gebäudefläche drastisch reduzieren. Allerdings muss der gesamte Projekt-Footprint Kabelendverschlüsse, Gaszonen, Druckentlastung, Hubraum für Krane sowie zukünftige Erweiterungen berücksichtigen. AIS benötigt größere Isolationsabstände, kann jedoch einen unkomplizierten Zugang und einfachere Gebäudeschnittstellen bieten.
Zuverlässigkeit unter rauen Bedingungen
Kapselgeführte GIS ist attraktiv für Küstensalz, industrielle Verschmutzung, Staub, hohe Luftfeuchtigkeit und beengte unterirdische Standorte. AIS kann ebenfalls zuverlässig arbeiten, wenn Gehäuse, Heizungen, Belüftung, Kriechweg und Wartung auf die Umgebung abgestimmt sind. Keine der beiden Technologien kompensiert eine mangelhafte Kabelabdichtung oder unzureichende Raumklimatisierung.
SF6 und Umweltaspekte
SF6 verfügt über hervorragende dielektrische und lichtbogenlöschende Eigenschaften, hat jedoch eine sehr starke Auswirkung auf die globale Erwärmung. Projekte, in denen SF6 verwendet wird, sollten Leckagegrenzgrenzen, Dichteüberwachung, geschulte Handhabung, Rückgewinnung, Berichterstattung und Entsorgung am Ende der Lebensdauer festlegen. Die Vorschriften unterscheiden sich und entwickeln sich ständig weiter.
Alternative Designs verwenden Gasgemische mit niedrigerem GWP, saubere Luft, Vakuumunterbrechung und feste Isolierung. “SF6-frei” weist nicht automatisch eine allgemeine ökologische Überlegenheit nach; vergleichen Sie Isolierstoff, Materialeinsatz, Verluste, Lebensdauer, Reparierbarkeit und Recycling.
Wartung und Diagnose
Die AIS-Wartung umfasst Reinigung, Isolationsprüfung, Mechanikservice, Kontaktwiderstand, Leistungsschalterzeitmessung, Thermografie und Teilentladungsmessung. GIS reduziert die Exposition von Primärteilen, erfordert jedoch Dichte-/Druckprüfungen, Leckageüberwachung, Mechanikservice und spezialisierte Eingriffe, falls eine interne, gekapselte Komponente ausfällt.
Störlichtbogensicherheit und Bedienerfreundlichkeit
Sowohl GIS als auch AIS können auf Störlichtbogensicherheit geprüft werden. Dabei sind Zugänglichkeitsseiten, Prüfstrom, Prüfdauer und Installationsbedingungen anzugeben. Druckentlastungskanäle und Raumvolumen müssen der geprüften Anordnung entsprechen. Die Störlichtbogenklassifizierung reduziert die Auswirkungen unter definierten Bedingungen, ersetzt jedoch nicht Trennung, Erdung, Fernbedienung und sichere Arbeitsverfahren.
Lebenszykluskosten
Vergleich von Ausrüstung, Grundstück/Gebäude, Installation, Ausfällen, Wartung, Gasmanagement, Ersatzteilen, Schulung und Entsorgung. GIS kann einen höheren Anschaffungspreis durch geringeren Platzbedarf und Umweltpflege rechtfertigen. AIS kann bei günstigen Platz- und Umgebungsbedingungen geringere Kosten und eine einfachere Reparatur bieten.
Produktoptionen
Für konventionelle 12-kV-metallgekapselte AIS, überprüfen KYN28A-12 Schaltanlage. Kompakte, versiegelte Netzwerke können die Umweltfreundliche RMU LBHB-12. Für 40,5-kV-Anwendungen vergleichen Sie KYN61-40.5 AIS mit HC-40,5 gekapselte Ringkabel-Schaltanlage.
Auswahl-Checkliste
- Spannungs-, Strom-, Isolations- und Fehlerwerte.
- Verfügbarer Raum/Grundstück und zukünftige Erweiterung.
- Verschmutzung, Luftfeuchtigkeit, Höhe und Temperatur.
- Anforderungen an Störlichtbogensicherheit und Druckentlastung.
- Schutz-, Kabel- und Kommunikationsschnittstellen.
- Lokale Gasvorschriften und Umweltziele.
- Instandhaltungskompetenzen, Ersatzteile und Revisionsstrategie.
- Vollständige Lebenszykluskosten und Plan für das Lebensende.
Hauptkomponenten von gasisolierten Schaltanlagen
GIS integriert Sammelschienen, Leistungsschalter, Trennschalter, Erdungsschalter, Stromwandler, Spannungswandler, Kabel- oder Durchführungsschnittstellen und Gaskammern in gekapselten Metallgehäusen. Dichte- oder Drucküberwachung, Verriegelungen und Druckentlastungseinrichtungen sind Teil des primären Sicherheitssystems.
Fragen, die Sie vor der Auswahl eines GIS stellen sollten
Bestätigen Sie Platzbedarf und Erweiterungsbedarf, Richtlinie für Gas- oder alternative Isolierung, Leckagegarantien, Umweltberichterstattung, Ersatzmodule, Kabelschnittstellen, Ausfallstrategie und lokale Servicefähigkeit. Kompakte Größe ist wertvoll, aber Lebensdauer-Zugänglichkeit und zukünftige Feldausweitungen können die Projektentscheidung dominieren.
Technische Referenzen und weiterführende Literatur
Die folgenden unabhängigen Quellen unterstützen die in diesem Leitfaden behandelten Standards, die Terminologie, die Berechnungen und den Sicherheitskontext:
- IEC 62271-200 Norm für metallgekapselte Schaltanlagen — Anwendungsbereich, Klassifizierungen, Betriebsbedingungen, Störlichtbogenprüfung, Verriegelungen und Anforderungen an metallgekapselte Wechselstrom-Schaltanlagen bis 52 kV.
- IEEE C37.121 Leitfaden für Kompaktstationen mit Schaltanlagen — Koordinierungsrichtlinien für Schaltanlagen- und Transformatorabschnitte in Dreiphasen-Kompaktstationen.
- Sicherheitsanforderungen von OSHA für elektrische Energie — Sicherheitsanforderungen für Arbeiten an elektrischen Energieübertragungs- und -verteilungsanlagen.
RMU-Betriebsabläufe und Sperrfunktionen
Bevor eine RMU aktiviert wird, ist sicherzustellen, dass der genehmigte Schaltplan die Positionen der Quelle, des Laststroms, des Transformator-Teileingangs und des Erdungsschalters angibt. In normalem Betrieb ist ein typischer Ringpfad an einem Punkt offen, anschließend wird er nach einer Unterbrechung geschlossen, um die Versorgungsunterbrechung wiederherzustellen. Das Sperrsystem muss verhindern, dass ein Erdungsschalter auf ein angestecktes Kabel anschließt und verhindern, dass ein Lasttrennschalter außerhalb seiner zulässigen Betriebsbereiche betrieben wird. Schlüsselanzeigen sollten lokal sichtbar und – sofern angegeben – über Fernkontakte angezeigt werden.
Die Schutzparameter sind zwischen einem RMU und dem Vorlaufrelais nicht austauschbar. Ein geschlossener Tee-off kann eine mit dem Überspannungsschutz des Transformators abgestimmte Sicherungskurve verwenden, während ein Schaltkontakt-Tee-off eine Ansteuerung des Relais, eine Zeitverzögerung und Einstellungen für Erdfehler erfordert. Konformität mit Kabel-Screen-Verbindung, Nullsequenz-CT-Platzierung und der Erdschutzeinstellung des Versorgungsunternehmens bestätigen. Die endgültigen Einstellungen auf der als fertig beschriebenen Zeichnung festlegen.
Installations- und Inbetriebnahme-Checkliste
Vor der Ankunft der RMU sollten die Fundierung, die Verankerung, die Kabelgrube, der Mindestbiegemoment, die Phaseidentifikation und das Abschlussset überprüft werden. Die Gehäusehöhe sollte beibehalten und die Buchsen vor dem Kabelbau vor Staub und Feuchtigkeit schützen. Während der Inbetriebnahme sollten Drehmomentaufzeichnungen, die Isolationsfestigkeit, die Kontakteigenschaften, die mechanische Funktionsweise, die Verriegelungen, die Phasenfolge, die Erdverbindung sowie die Fernanzeigen überprüft werden. Hochspannungs- oder Beständigkeitstests dürfen nur mit der zugelassenen Methode, den Prüfgrenzen und den Isolationskontrollen durchgeführt werden.
Bei gasisolierten RMUs notieren Sie die Kennzeichnung des Mediums, die Dichte oder die Druckanzeige sowie alle Alarmkontakte. Lassen Sie keine Gase austreten oder öffnen Sie keine verschlossene Kammer, ohne dass der Herstellerverfahren und geschultes Personal angewendet hat. Bei soliden oder luftisolierten Ausführungen kontrollieren Sie die Schlitze, Barrieren, Heizeinrichtungen und Kondensationskontrollen. Die Wartungsintervalle sollten den Einsatz und die Umgebungsgrundlage bestimmen, und nicht allein einem generischen Kalender.
Instandhaltung und Fehlerdiagnose
Die regelmäßige Wartung umfasst die visuelle Inspektion, die Reinigung der Kabelabteile, die Prüfung der Schalter, die Überprüfung des Betriebes der Erdungsschalter, die Inspektion der Sicherungssignale und die Überprüfung der Etiketten. Bei einem Alarm wegen teilweiser Entladung, ungewöhnlicher Temperatur, Druckverlust, Feuchtigkeit oder unerklärten Schutzabschaltungen sollten Sie die Ursache untersuchen und die Einheit erst wieder in Betrieb nehmen, nachdem die Ursache beseitigt ist. Ein defekter Ringabschnitt kann oft isoliert werden, während der gesunde Abschnitt noch mit Strom versorgt wird. Der Schaltplan muss jedoch genehmigt werden und der defekte Kabelabschnitt muss als defekt nachgewiesen werden.
Bei der Auswahl einer RMU sollten Sie nach Nachweis der Funktionsfähigkeit des Geräts sowie nach Routineprüfungsberichten und internen Beschreibungen der Kabelverbindung fragen. Zudem sollten Sie die Verfügbarkeit der Ersatzteile sowie die Service- und End-of-Life-Anweisungen prüfen. Vergleichen Sie die Gesamtkosten der Installation (Kabelzubehör, Bauarbeiten, Schutzmaßnahmen, Überwachung und Schulung) nicht nur mit dem Preis der Gehäuse. Diese Überprüfungen verringern das Risiko, eine Kompaktanlage zu wählen, die in der tatsächlichen Netzumgebung nicht sicher gewartet werden kann.
Neutraler technischer Video
Dieses neutrale Bildungsvideo vermittelt Hintergrundinformationen zur Bedienung von Mittelspannungs-Schaltanlagen. Nutzen Sie die Projektzeichnungen, das Herstellerhandbuch und die Verfahren für qualifizierte Personen zur Bedienung der tatsächlichen RMU.
Schließlich dokumentieren Sie den normalen Öffnungspunkt, den alternativen Versorgungsweg, die Erdungsstellen und die Schaltbefugnis in einer einfachen Netzdiagrammzeichnung. Ein übersichtliches Diagramm hilft den Betreibern, die Versorgungsversorgung wiederherzustellen, ohne versehentlich zwei Quellen abschalten zu müssen. Fügen Sie die Seriennummer der RMU, die Kabelkennzeichnungen, die Schutzparameter und das neueste Testdatum hinzu, damit das Feldteam den richtigen Raum identifizieren kann, bevor mit der Arbeit begonnen wird.
