Entwicklung einer gasisolierten Schaltanlage für 1100 kV

Abstract:
Für die Entwicklung einer gas-isolierten Schaltanlage (GIS) für 1100 kV kann man auf die langjährigen Erfahrungen mit Schaltanlagen für 550 kV und 800 kV aufbauen. Ausgehend davon, dass eine GIS für Ultra-hohe Spannungen (UHV) einphasig gekapselt sein sollte und möglichst viele bewährte Teile von anderen Produkten übernommen werden sollen, ist die Wahl des SF6 Gasdrucks entscheidend, wobei aus Gründen der mechanischen Robustheit ein niedriger Gasdruck gewählt werden sollte. Die Komponenten einer GIS skalieren sehr unterschiedlich mit gegebenen Spannungswerten, von weniger als proportional zur Nennspannung bis zum Quadrat der Nennspannung. Isolatoren für UHV GIS skalieren etwa mit der Blitzstosspannung und werden mit Vorteil als asymmetrische Konusisolatoren ausgeführt. Für den Leistungsschalter zeigt sich, dass ein Design basierend auf 4 in Reihe geschalteten Schaltkammern für je 300 kV mit dem Einschaltwiderstand in einem parallelen Tank vorteilhaft ist. Damit ist der Antriebsenergiebedarf minimal und der voluminöse Widerstandsstapel bewirkt keinen unnötig grossen Schaltertank. Zusätzlich ergibt sich ein sehr flaches Layout mit guter Zugänglichkeit und unabhängiger Revisionsmöglichkeit der Schalterkomponenten. Der UHV GIS Trenner kann als 90 Grad Winkeltrenner und ohne VFT Widerstand ausgeführt werden. Als Antrieb wird mit Vorteil ein einpoliger, bestehender Trennerantrieb verwendet. Die dielektrische Dimensionierung der Schaltstrecke ist auf eine geringe Vorzünddistanz auszulegen. Die statischen Komponenten einer UHV GIS skalieren mit der Blitzstossspannung und man erreicht ein sehr kleines Teileportfolio, wenn alle statischen Komponenten möglichst parallel in 3D konstruiert und optimiert werden. Eine grosse Herausforderung für eine UHV GIS Entwicklung stellen die limitierten Testmöglichkeiten insbesondere bezüglich Teilentladungspegel und Trennerschaltungen dar. Da die Tests in verschiedenen, ausgewählten Labors durchgeführt werden müssen, ist mit einem erhöhten Aufwand für Transport, Hilfseinrichtungen, Prüfdauer und Prüfmaterial zu rechnen.