Elektrische Schaltanlagen und Schutzeinrichtungen

Test: Elektrische Schaltanlagen

Schaltanlagen und Elemente

Als elektrische Schaltanlagen werden alle Einrichtungen oder Geräte bezeichnet, die zur Steuerung einer elektrischen Anlage dienen. Die Verkleidung (Innen- oder Außenbereich) einer Transformatorstation (TS) hat folgende Funktionen:

• Manöver der Schaltung
• Transformation von Energie
• Schutz von Personen und Gütern

Um diese Ziele zu erreichen, erfordert die Kabine, in der die Schaltanlage aufgestellt ist, zusätzliche Einrichtungen wie:

• Erdungssysteme
• Brandschutzinstallationen
• Ventilation
• Beleuchtung der TS

Elemente der Schaltanlage

• Isolatoren: Bauteile aus Isoliermaterial, die dazu dienen, Leiter und Schaltanlagen zu stützen oder zu halten. Verwendete Materialien für Innenraum-Schaltanlagen sind Steatit und Epoxidharz, da sie hohen mechanischen Spannungen beim Öffnen und Schließen standhalten.
• Stromschiene: Besteht aus Kupferstreifen, die eine hohe Stromdichte ermöglichen. Die mechanische Berechnung muss elektrodynamische Kräfte berücksichtigen, die bei Kurzschlussbedingungen Biegekräfte verursachen.
• Leiter: Der Eingang zu den TS-Anschlüssen erfolgt über isolierte Leitungen, abhängig von der Netzspannung.
• Lasttrennschalter: Ein Gerät mit Schaltvermögen, das zum Öffnen und Schließen des Lastkreises dient (Nennstrom der Leitung).

Lichtbogenlöschung

Die Unterbrechung erfolgt durch eine Lichtbogen-Löschanlage. Gängige Typen sind:

• Funkenhörner
• Magnetische Blasung
• Ölbad (geringe Ölmenge)
• SF6-Gas (Schwefelhexafluorid, am effizientesten)

Wichtige Kenngrößen

• Ausschaltvermögen: Stromwert, den das Gerät unter vorgeschriebenen Bedingungen sicher unterbrechen kann (in MVA und kA).
• Einschaltvermögen: Wert der Intensität, bei dem das Gerät sicher schließen kann.
• Leistungsschalter: Gerät, das in der Lage ist, den Betriebsstrom zu führen und bei abnormalen Zuständen (wie Kurzschluss) automatisch zu unterbrechen.
• Erdungstrenner: Schaltanlage zur Erdung eines Schaltungsteils.

Schutzeinrichtungen

Diese Geräte erkennen Anomalien wie Überlastung oder Kurzschluss und lösen die Trennung über den Leistungsschalter aus:

• Direktrelais: Werden direkt durch den Phasenstrom des Transformators angeregt.
• Indirektrelais: Werden durch einen proportionalen Strom von Stromwandlern angeregt.

Spezielle Schutzeinrichtungen

• Thermometer: Überwachen die Öltemperatur von Mittelspannungstransformatoren. Es gibt zwei Arten: Spaltenthermometer (mit Skala) und Kugelthermometer (mit Alarm- und Abschaltkontakten bei T1 und T2).
• Buchholz-Relais: Erkennt elektrische Störungen im Transformator, die zur Gasbildung im Öl führen. Es arbeitet in zwei Stufen: Stufe 1 (lokale Erwärmung/Alarm) und Stufe 2 (Druckwellen/Abschaltung).