Eine direkte Ersatzlösung für die Modernisierung veralteter AIS

​Executive Summary:​​ Stehen Sie vor alternden herkömmlichen Strom- und Spannungswandlern (CTs und VTs) in luftisolierten Umspannwerken (AIS)? Modernisierung bedeutet nicht, dass das Umspannwerk neu aufgebaut werden muss. Der CIT (Combined Instrument Transformer)​​ ist speziell als robustes, einsetzbares Ersatzgerät für Ihre bestehenden Einheiten entwickelt. Er behält die vorhandenen Fundamente und Busbar-Verbindungen bei, bietet essentielle Analog-Kompatibilität heute und ermöglicht nahtlos Ihren schrittweisen digitalen Fortschritt. Die Priorität liegt auf Robustheit und feldbewährter Zuverlässigkeit, um Vertrauen für den Ersatz etablierter Technologien aufzubauen.

​Die Herausforderung: Modernisierung reifer AIS-Infrastrukturen​
AIS-Anlagen bilden das Rückgrat globaler Übertragungs- und Verteilungsnetze. Tausende von Standorten verlassen sich auf jahrzehntealte CTs und VTs, die dem Ende ihrer Lebensdauer entgegengehen. Ihr Ersatz stellt besondere Herausforderungen dar:

• ​Hohes Kostenpotenzial struktureller Änderungen:​​ Das Abrissen von Fundamenten, Ändern von Busbars oder Erweitern von Strukturen ist extrem teuer und störend.
• ​Abhängigkeit von Relais-Kompatibilität:​​ Kritische Schutz- und Messsysteme verlassen sich auf etablierte 5A/1A- und 110V/100V-Analogeingänge.
• ​Migrationsstrategie:​​ Eine sofortige vollständige Ersetzung durch rein digitale Lösungen ist oft unpraktikabel; ein schrittweiser Ansatz ist essenziell.
• ​Vertrauenshürde:​​ Bestehende CTs/VTs haben einen bewährten Track Record. Neue Technologien müssen unter harschen Feldbedingungen eine vergleichbare Zuverlässigkeit demonstrieren, um akzeptiert zu werden.

​Direktes Ersatzgerät, doppelte Ausgänge, bewährte Zuverlässigkeit​
Dieser CIT ist die Antwort, von Grund auf als direkte, nachrüstbare Aktualisierung für herkömmliche CTs und VTs in AIS-Umgebungen entwickelt:

1. ​Direktes "Einsetzbares" Nachrüstdesign (Kernfunktion):​​
• ​Prazise Fußabdruckanpassung:​​ Abmessungen und Masse sind so konstruiert, dass sie die ursprünglichen CT/VT-Einheiten perfekt replizieren.
• ​Identische Montage- und Busbar-Schnittstellen:​​ Nutzt die bestehenden Fundamentbolzen und passt die bestehenden Busbar-Tap-Abmessungen/Konfigurationen an (z.B., Klammertyp, Bolzengruben). Keine Zuschneidung, Schweißarbeiten oder Busbar-Modifikationen erforderlich.
• ​Standardisierte Endschaltkastenplatzierung:​​ Sekundäre Verbindungen enden an Technikern vertrauten Stellen, positioniert wie die Originalen.
• ​Signifikante Installationsvorteile:​​
• ​Radikal reduzierte Stillstandszeit:​​ Installationsfenster verringern sich von Tagen auf Stunden.
• ​Beseitigte Baukosten:​​ Vermeidet Betonarbeiten, strukturelle Modifikationen.
• ​Minimiertes Risiko:​​ Vereinfachte Ingenieurarbeit, weniger komplexe Hebepläne, reduziertes Potenzial für Fehler bei Busbar-Arbeiten.
2. ​Hybrid-Ausgangssystem: Unterstützung für heute und morgen:​​
• ​Legacy-Analog-Schnittstelle:​​
• ​Stromausgänge:​​ Standard-Belastungskompatible Ausgänge: ​1A (5VA typisch)​​ und ​5A (15VA oder 30VA typisch)​​ pro Schutz-/Messkern.
• ​Spannungsausgänge:​​ Standard-Verhältniskompatible Ausgänge: ​100V (Leitung-Neutral)​​ und ​110V (Leitung-Neutral)​, geeignet für Relais und Messgeräte. ​110V (Leitung-Leitung)​​ Option verfügbar, wenn erforderlich.
• ​Modernes Digital-Schnittstelle:​​
• Standards-basiert: Digitale Ausgänge gemäß ​IEC 61850-9-2LE​ Abgetastete Werte (SV) über Ethernet.
• Erweiterte Fähigkeiten: Bietet zusammengeführte, synchronisierte, hochauflösende abgetastete Strom- und Spannungsdaten, was neue Möglichkeiten für Schutz, Steuerung und Zustandsüberwachung innerhalb digitaler Umspannwerkarchitekturen eröffnet.
• ​Schrittweiser Migrationspfad:​​ Versorgungsunternehmen können:
• ​Phase 1:​​ Bestehende analoge Schutz- und Steuersysteme mit dem CIT verbinden. Kritische Funktionen bleiben unverändert.
• ​Phase 2:​​ Die digitale SV-Datenstrom an neue intelligente elektronische Geräte (IEDs) oder Gateways für fortgeschrittene Anwendungen oder neue Bereiche leiten.
• ​Phase 3:​​ Legacy-IEDs schrittweise außer Dienst stellen, während digitale Systeme als zuverlässig erwiesen werden, um Risiken zu minimieren und Investitionen zu verteilen.
3. ​Robustes Design für bewährte Feldzuverlässigkeit (Aufbau von Vertrauen):​​
• ​Bereit für extreme Umgebungen:​​ Komponenten ausgewählt und versiegelt, um Temperaturextreme (-40°C bis +70°C Betrieb), hohe Luftfeuchtigkeit (IP67 Ingress-Schutznorm), Salznebel (C5-M Korrosionsbeständigkeit) und schwere Verschmutzungsgrade standzuhalten.
• ​Seismische Leistungsfähigkeit:​​ Entworfen, um den IEC 61869/IEEE C37 seismischen Anforderungen für die Installationszone gerecht zu werden.
• ​Erweitertes Isoliersystem:​​ Verwendet massive Kernisolierung (z.B., SF6-freies Trockendesign mit Silikon-Verbundgehäuse, oder SF6-Gas) optimiert für Stabilität und lange Haltbarkeit unter Schaltüberspannungen und temporären Überspannungen (TOVs).
• ​Thermische und Überlaststabilität:​​ Großzügig dimensionierte Primärleiter und Sekundärwicklungen garantieren Leistung bei Störzuständen und Überlastszenarien. Bewährte thermische Stabilitätstests.
• ​Zuverlässigkeit durch Design:​​ Setzt robuste Sensortechnologie (z.B., optimierte Low-Power Coreless CTs/LPCTs, Widerstands- und Kapazitätsspannungsteiler) mit minimaler aktiver Elektronik ein. Fokus auf Einfachheit in kritischen Pfaden.
• ​Validierungsfokus:​​ Umfangreiche Typentests (IEC 61869, IEEE C57.13) plus gründliche Vor-Installationspilottests in realen Netzumgebungen unter verschiedenen Betriebsbedingungen, um das Vertrauen der Versorgungsunternehmen aufzubauen und die operative Gleichwertigkeit zu bestehenden Technologien zu demonstrieren.
4. ​Überblick über technische Spezifikationen:​​

​Wertangebot: Risikoverringerung und -kosten für Netzbetreiber​

• ​Radikal reduzierte Installationskosten und -zeit:​​ Eliminiert strukturelle Modifikationen und komplexe Busbar-Arbeiten. Schneller in Betrieb nehmen.
• ​Ent-riskierte Modernisierung:​​ Bewahrt Kompatibilität mit bestehenden, vertrauenswürdigen Schutzrelais während des Übergangs. Bewährte Analogzuverlässigkeit.
• ​Zukunftssichere Investition:​​ Integrierte digitale Fähigkeiten gewährleisten Bereitschaft für digitale Umspannwerke ohne sofortige Obsoleszenz.
• ​Erhöhte Widerstandsfähigkeit:​​ Robustes Design bietet Langlebigkeit, vergleichbar mit herkömmlichen CTs/VTs, minimiert zukünftige Ersatzzyklen.
• ​Reduzierter Umspannwerksfußabdruck:​​ Ersetzt zwei herkömmliche Geräte durch eines, verbessert die Klarheit der Busleitungen und schafft Platz.
• ​Einheitliche Datenquelle:​​ Ein Gerät liefert synchronisierte Strom- und Spannungsdaten, verbessert die Messkorrelation und ermöglicht fortgeschrittene Analysen.