HIS für "Down Under"

Erfolgreiche Weltpremiere der neuen Schaltanlage HIS in Australien

Die hochintegrierte Siemens-Schaltanlage HIS vereint die Vorteile konventioneller Freiluft-Schaltanlagen mit denen gasisolierter Systeme. Sie kann daher sowohl in Innenräumen als auch unter freiem Himmel eingesetzt werden. Letzteres hat die Powerlink Queensland (Australien) zum weltweit ersten Mal getan, um die Versorgung der Großstadt Brisbane in Spitzenlastzeiten zu verbessern.

02. November 2001

Die hochintegrierte Schaltanlage (HIS) von Siemens PTD ist eine Weiterentwicklung der gasisolierten Innenraum-Schaltanlage 8DN8. Viele Teile dieser seit Jahren bewährten Baureihe wurden übernommen und durch freilufttaugliche Komponenten ergänzt. Ein Re-Design des Leistungsschalters und einiger weiterer Bauteile führte zu der HIS-typisch übersichtlichen Anordnung der Elemente auf einem horizontalen Niveau. Damit lassen sich alle gängigen Schaltungen mit kompakten, standardisierten Modulen realisieren, so dass auf der Grundfläche eines herkömmlichen Freiluftschaltfelds zwei HIS-Felder Platz finden. Ein Vorteil, den auch die australische Powerlink Queensland zu schätzen wusste, als sie sich für die Anlage entschied. Durch die Investition möchte das Unternehmen die Versorgung der Großstadt Brisbane optimieren.

Die Aufstellung unter freiem australischem Himmel brachte eine Reihe neuer Herausforderungen mit sich: Temperaturen bis zu 45 °C im Schatten, dazu zeitweise sehr starke Regenfälle, die Gefahr von Erdbeben, relativ weicher Untergrund und extremer Wind zählen zu den härtesten Anforderungen, die weltweit anzutreffen sind. Bei einer Baulänge von etwa 40 m mit gasisolierter Sammelschienenverbindung mussten Faktoren wie Längenausdehnung, Bodensenkungen und Abhebekräfte berücksichtigt werden, die bei der klassischen Innenraum-GIS-Technik kaum eine Rolle spielen.

Um den aggressiven Umweltbedingungen gewachsen zu sein, wurden unter anderem Gehäuse aus korrosionsbeständigem Aluminiumdruckguss gefertigt und Federspeicher- und Motorantriebe selbstschmierend ausgeführt. Außerdem gibt es keine freiliegenden Kontaktsysteme und Antriebsgestänge - Grundvoraussetzungen für mindestens 50 Jahre zuverlässigen und wartungsarmen Betrieb, wie ihn der Anwender erwartet. Die erste Sichtkontrolle ist nach zehn Jahren Einsatz vorgesehen.

Im Juli 1999 hat Powerlink Queensland Siemens PTD nach zweimonatiger Angebotsphase die Aufträge über zwei 110-kV-Freiluftschaltanlagen in HIS-Technik im Wert von über 3,6 Mio. € erteilt. Innerhalb von 17 Monaten wurden die HIS-typischen Bausteine entwickelt, beide Anlagen projektiert, gefertigt, vor Ort transportiert, montiert und in Betrieb gesetzt. Eine Anlage hat der Betreiber mit Unterstützung von Siemens in Upper Kedron in eigener Regie montiert und im November 2000 in Betrieb genommen. Im Dezember 2000 ging dann die zweite Anlage in Tennyson ans Netz - wie Upper Kedron ein Ort am Rand der Millionstadt Brisbane, der Hauptstadt Queenslands an der australischen Ostküste -, wobei hier Siemens allein für Montage und Inbetriebsetzung verantwortlich zeichnete.

Beide HIS-Anlagen sind in das Netz von Powerlink Queensland eingebunden und helfen, die Versorgung des Stadtgebiets in Spitzenlastzeiten im Sommer zu verbessern. Ohne diese Erweiterung hätte Powerlink Queensland unter bestimmten Umständen seine Abnahmeverpflichtung gegenüber den Stromlieferanten nicht sicher einhalten können.

Ausschlaggebend für die Entscheidung zu Gunsten der HIS-Technik waren der geringe Platzbedarf der Freiluftschaltanlagen und deren Modularität. Dazu beigetragen haben auch spezielle Control-Container, die betriebsfertig vorinstalliert und getestet angeliefert wurden. Die Container enthalten alle wichtigen Komponenten einer Warteneinrichtung wie Schutz, Steuerung, Eigenbedarfs-Stromversorgung, Ladegeräte, wartungsfreie Batterien, Interfaceschränke, Feueralarm- und Klimaanlage sowie die notwendige Büroeinrichtung.

Durch den kompakten Aufbau hielten sich die Einschnitte in einen benachbarten Naturpark in sehr engen Grenzen, und es bleibt sogar noch Platz für eine vorgesehene 275-kV-Kompakt-Schaltanlage und 300-MVA-Transformatoren.

Weitere Gründe für die Auftragsvergabe an Siemens waren die geringen Kosten über den gesamten Lebenszyklus. Dazu zählen neben den reinen Anlage- und Montagekosten auch die Aufwendungen für das Grundstück und die künftig zu erwartenden Wartungskosten. Für HIS sprachen außerdem die langen Wartungsintervalle von beispielsweise 25 Jahren für Revisionen des Schalters.

Die Schaltanlage Upper Kedron ist in Einfach-Sammelschienen-Anordnung mit Längstrennung aufgebaut. An die Teilstücke der „gefalteten Einfach-Sammelschiene“ lassen sich jederzeit zusätzliche Felder ankoppeln oder bestehende Felder neu anordnen. Bislang übliche Portale wurden durch einzelne Pole zur Abspannung ersetzt, die gleichzeitig als Unterkonstruktion für die vertikal und horizontal angebrachten konventionellen Ableiter dienen. Die Systembreite der Abspannungen konnte so von 10 auf 8 m reduziert werden. Daraus ergab sich im beschrieben Projekt eine Platzeinsparung von 80 % gegenüber vergleichbaren konventionellen Freiluftanlagen. Andere Kompakttechniken erreichen nur etwa 30 % Platzersparnis. Für die kompakteste jemals im Powerlink-Netz errichtete Anlage Upper Kedron, verbunden mit einer intelligenten Kontroll- und Schutztechnik, vergab der Kunde den Innovation Price 2000.

Um den engen Zeitplan einhalten zu können, mussten Teile der Schaltanlage in Kisten per Flugzeug nach Australien gebracht werden. Die Montage verlief reibungslos, da die HIS modular aufgebaut ist und nur wenige Spezialwerkzeuge zur Kopplung der Komponenten erfordert. Die geplante Montagezeit wurde trotz der in Australien wetterbedingt begrenzten Arbeitszeit im Freien unterschritten. Ein Montagezelt war nicht erforderlich und der abschließende Hochspannungstest bestätigte, dass derartige Arbeiten an Innenteilen einer Hochspannungs-Schaltanlage auch unter freiem Himmel ausgeführt werden können.

Die komplett vorinstallierten Control-Container konnten schon in Deutschland intensiv getestet werden, was die Endmontage vor Ort verkürzte. Spezialisten aus Deutschland haben die erstmals eingesetzten Neuentwicklungen im Kontrollsystem vor Ort in Betrieb genommen.

Der Innovationen gegenüber aufgeschlossene Versorger Powerlink Queensland stellt hohe Ansprüche an die Leittechnik. Er unterstützt Entwicklungen an Schaltanlagen und Leittechnik hin zu computerbasierten, wartungsfreundlicheren und damit letztendlich kostengünstigeren Lösungen. So ging er nicht nur bei der Schaltanlage, sondern auch auf der Steuerungsebene neue Wege: Er setzt auf ein redundantes Sicam-SAS-System im Zusammenspiel mit den in der Siemens-GIS-Technik standardmäßig eingebauten Sicam-HV-Modulen. Damit nutzt er die Vorteile glasfasergebundener Signalübertragung mit reduziertem Kabelverlegeaufwand aus und kann seine beiden Anlagen (Schaltstellungen, Drücke, Temperaturen und Antriebsverhalten) aus der Ferne überwachen. Neu an der Konzeption ist, dass Anlageninformationen von autorisierten Personen über das Internet abgerufen und auch geändert werden können. Das ermöglicht Überwachung, Parametrierung sowie Diagnose von jedem Web-PC aus und somit mannlosen Betrieb vor Ort - eine wesentliche Forderung zur Reduzierung der Personalkosten für regelmäßige Wartung und Kontrolle.

Das realisierte Konzept bietet ausfallsichere Sekundärtechnikfunktionen und Steuerung für die Hierarchiestufen Feldleitebene, Stationsleitebene und Fernwirkzentrale. Weiterhin gibt es eine manuelle Notbetätigung am Feld. Powerlink Queensland war schon in die Detailplanung der Sekundärtechnik einbezogen, parallel dazu wurden die Mitarbeiter geschult, so dass der Betreiber sofort nach der Anlieferung selbstständig Anpassungen am System durchführen konnte.

Nach dem erfolgreichen Start der HIS in Australien haben sich bis heute weitere 19 Unternehmen in neun Ländern für insgesamt etwa 80 Schaltfelder dieser Bauart entschieden. Weitere fünf Interessenten verhandeln derzeit über die Vergabe von 50 Feldern in drei Ländern.

Erschienen in Ausgabe: 06/2001