KRU-2-10 – Austausch des ausfahrbaren Einschubmoduls (Retrofit)

Retrofit ist die Modernisierung bzw. teilweise Umrüstung von KRU/KSO-Schaltanlagen durch den Austausch veralteter Baugruppen gegen moderne, wobei die Architektur des Verteilers sowie die vorhandenen Anschlüsse zu Sammelschienen, Fundamenten und Kabeleinführungen erhalten bleiben. Für die Baureihe KRU-2-10 wird der größte Effekt durch den Austausch des ausfahrbaren Einschubwagens (Einschub) mit Ölleistungsschalter gegen einen modernen Vakuum- oder SF₆-Leistungsschalter mit Feder- bzw. Elektromagnetantrieb erzielt. Ein solcher Austausch eliminiert das „Ölmanagement“, erhöht die Schalthäufigkeit und senkt Betriebsrisiken, während Aufbau des Feldes und die Service-Schnittstellen unverändert bleiben. (KRU – metallgekapselte Mittelspannungsschaltanlage; KSO – einseitig bedienbare MS-Schaltanlage)

Zweck und Anwendungsbereich

KRU-2-10 dient zur Aufnahme und Verteilung elektrischer Energie in Netzen mit dreiphasigem Wechselstrom 50 Hz, Spannungsklassen 6 kV und 10 kV, in Systemen mit isoliertem Sternpunkt oder über Lichtbogenlöschreaktor geerdet. Das Retrofit des ausfahrbaren Einschubs ist zur Lebensdauerverlängerung bestehender Umspannwerke/Schaltanlagen gedacht, ohne das KRU vollständig zu ersetzen – insbesondere, wenn:

die Zuverlässigkeit der Kurzschlussausschaltung erhöht und der Regelaufwand reduziert werden soll;
bestehende Felder an aktuelle IEC/EN-Anforderungen anzupassen sind;
Budgets und/oder Abschaltfenster begrenzt sind;
ein höheres Schaltspiel und planbare Instandhaltung gefordert sind.

Einsatzgebiete: Mittelspannungs-Schaltanlagen in Industrie, Energieversorgung (Schaltstationen/Umspannwerke 6–10 kV), Bergbau und Öl & Gas, Verkehrs- und Kommunalinfrastruktur, Telekommunikation, Rechenzentren u. a. Aufgrund der einheitlichen Geometrie der KRU-2-10-Felder ermöglicht das Retrofit mit einem Einschub der neuen Generation die Beibehaltung vorhandener Anschlüsse, Türöffnungen, Shutter-Mechanismen und Verriegelungen oder deren Ersatz durch Werksadapter mit minimalem Eingriff in das Gehäuse.

Technische Daten (typische Bereiche für das KRU-2-10-Retrofit)

Parameter	Wert/Bereich	Hinweis
Spannungsklasse	6 oder 10 (12) kV, 50 Hz	Netze mit isoliertem Sternpunkt oder über Lichtbogenlöschreaktor geerdet
Nennstrom des Abgangs	630–1600 A (auf Anfrage bis 2000 A)	Abhängig vom Leistungsschalter und der Kühlung
Nennstrom der Sammelschienen	1250–3150 A	Gemäß KRU-Projekt und Einsatzbedingungen
Kurzschlussausschaltvermögen	20/25/31,5 kA	Durch Auswahl des Leistungsschalters und der Wandler
Mechanische Lebensdauer des LS	10 000–30 000 Zyklen	Gemäß Datenblatt des gewählten Geräts
Schutzart des Gehäuses	IP3X–IP41	Je nach Aufstellort gemäß IEC 60529
Prüfspannung mit Netzfrequenz (1 min)	bis 28 kV für Klasse 12 kV	Nach IEC 62271 (konkreter Wert abhängig vom gewählten Gerät)
Stoßspannungsfestigkeit (LI, 1,2/50 µs)	bis 75 kV (Klasse 12 kV)	Nach IEC 62271 (typische Werte für 12 kV)
Umgebungstemperatur im Betrieb	von -5 °C bis +40 °C	Erweiterbar durch Optionen (Heizung/Antikondensation)
Anschluss sekundärer Stromkreise	Standard-Steckverbinder KRU-2-10/„Pin-zu-Pin“-Adapter	Erhalt der logischen Verriegelungen
Schutztechnik-Optionen	IEC 61850/104, AR/ATS, BF-Schutz (50BF)/Reserveauslösung	IED führender Hersteller

Einsatzbedingungen

Retrofit-Kits und die zu ersetzenden ausfahrbaren Einschübe sind für die Aufstellung in Innenräumen und MS-Schaltanlagen unter Standardbedingungen ausgelegt:

Umgebungstemperatur in der Regel: -5 °C bis +40 °C (bei Bedarf erweiterte Bereiche mit Heizung);
relative Luftfeuchte: bis 80 % bei +15 °C ohne Kondensation (Ausführungen mit Antikondensationsheizern möglich);
Höhe über NN: bis 1000 m (darüber – nach Vereinbarung mit Anpassung der Isolationskoordination);
Umgebungsbedingungen nach EN/IEC 60721-3-3 (Innenraum) bzw. EN/IEC 60721-3-4 (Außenbereich), keine aggressiven oder explosionsgefährlichen Atmosphären;
Verschmutzungsgrad gemäß Projekt (verstärkte Isolierung, IP-Ausführungen und Korrosionsschutzbeschichtungen optional).

Unter Berücksichtigung lokaler Vorschriften kann das Retrofit den Ersatz/die Ergänzung von Lüftungs-, Heiz- und Mikroklima-Überwachung (Temperatur- und Feuchtesensoren, Signale an Leittechnik/SCADA) beinhalten, um Kondensation und Feuchtebelastung der Isolierung zu verhindern – besonders relevant bei älteren Innenraum-MSA und feuchten Untergeschossen.

Aufbau und konstruktive Lösungen

Der Basisumfang beim Retrofit des ausfahrbaren Einschubs KRU-2-10 umfasst den Ausbau des vorhandenen Einschubs mit Öl- (bzw. Kleinöl-)Leistungsschalter und die Montage eines neuen Einschubs mit Vakuum- oder SF₆-Leistungsschalter sowie die Anpassung/den Austausch der zugehörigen Baugruppen:

Adapter für Hauptkontakte und Führungen, Abgleich von Höhen/Überständen der Hauptmesserkontakte;
Überarbeitung/Ersatz des Shutter-Mechanismus und der mechanischen Verriegelungen, Synchronisation der Stellungen „Einführen/Prüfstellung“/„Betriebsstellung“/„Aus/Geerdet“;
Modernisierung des Erdungstrennschalter-Antriebs (falls erforderlich) und Integration der Stellungsanzeige;
Ersatz/Adaption des Sekundär-Steckverbinders, Übernahme der Steuer-, Melde- und Verriegelungs-Kreise in das neue Schema;
Einführung digitaler Schutzgeräte (IED) mit IEC 61850/IEC 60870-5-104 gemäß Projekt inkl. Parametrierprüfung;
Prüfung der Übergangswiderstände, Erdungskonzept und Isolationsprüfungen gemäß IEC/EN.

Für eine beschleunigte Umsetzung stehen drei typische Szenarien zur Verfügung:

Austausch des Leistungsschalters vor Ort mittels Adaptionssatz (Kreuzrahmen, Kontaktblöcke, Zwischenplatten) mit Aktualisierung der Verriegelungen und des Sekundärsteckers. Günstigste Variante, erfordert jedoch exakten Antriebsabgleich und Zeit für die Inbetriebnahmeleitung.
Kompletter Austausch des ausfahrbaren Einschubs gegen einen neuen, maß- und schnittstellenkompatiblen KRU-2-10-Einschub. Verriegelungen und Logik sind identisch zum Original; Implementierungsdauer minimal. Der ausgebaute Einschub mit Ölschalter kann als Reserve verbleiben.
Werksmodul „Retrofit Frame“/„OneFit“ – vormontierter Rahmen mit Leistungsschalter, integrierten Shutters, Verriegelungen, Stromsensorik und Typprüfungen nach IEC 62271-1/-100. Einheitliche Kinematik, verbesserte Isolationskoordination und geringerer Einfluss des Bedieners im Betrieb.

Vergleich der Retrofit-Varianten

Variante	Umsetzungszeit	Umrüstaufwand	Nachweise	Vorteile
Austausch des LS vor Ort	Mittel	Hoch (Adapter, Justage)	Protokolle der Werks-/Abnahmeprüfungen	Niedrige Kosten, flexibel
Austausch des Einschubs komplett	Schnell	Niedrig (Plug-and-Play)	Dokumentation für Baugruppe und Satz, Prüfprotokolle	Minimales Risiko, hohe Reproduzierbarkeit
„OneFit“/Rahmenmodul	Schnell/Mittel	Niedrig (Werksrahmen)	Typprüfungen nach IEC, Kompatibilitätsberichte	Optimierte Isolierung, integrierte Sensorik, Vereinheitlichung

Sicherheit

Das Retrofit erhöht die persönliche und elektrische Sicherheit durch:

hermetische Lichtbogenlöschkammern von Vakuum-/SF₆-Leistungsschaltern – keine Ölleckagen, minimales Brandrisiko;
moderne Verriegelungsmechanismen, die Fehlbedienungen beim Aus-/Einfahren, Einschalten gegen geerdet etc. verhindern;
verbesserte Stellungsanzeigen der Geräte, Spannungsanzeiger, Prüfeinschübe;
Option zur Ausstattung mit Lichtbogensensoren und Schnellabschaltung auf Basis von Mikroprozessor-IED;
erhöhte Isolationskoordination und abgestimmte Kriechstrecken für staubige/feuchte Räume.

Ausführungsvarianten

Auf Anfrage stehen Abgänge mit Nennströmen von 630–1600 A (für einzelne Abgänge bis 2000 A) und Ausschaltvermögen 20/25/31,5 kA zur Verfügung; Nennstrom der Sammelschienen 1250–3150 A. Geliefert werden Einschübe mit Leistungsschaltern führender Hersteller, Adapter-Kits für Ihre KRU-2-10-Felder sowie komplette Rahmenmodule. Projektbezogen sind Schutzgeräte (z. B. Baureihen mit IEC 61850), Messwandler (Strom/Spannung), BF-Schutz/Reserveauslösung, ATS/AR, Bedien-/Meldepanels sowie Sammelschienen und Schienenbrücken für Kuppel- und Einspeisefelder lieferbar.

Optionen: Integration von VPIS (Voltage Presence Indicating System), Sichtfenster in Türen, Systeme zur Positionsüberwachung des Einschubs, Heizungen, Korrosionsschutzbeschichtungen, erhöhte IP-Schutzarten, seismische Befestigung, Kabeleinführungen passend zu Ihrem Kabeltyp, Satz von Bedienstangen und Transportwagen.

Normenkonformität

Retrofit-Lösungen werden gemäß den geltenden Normen entworfen und gefertigt. Im Projekt und in den Prüfprotokollen orientieren wir uns (auszugsweise, je nach Lieferumfang) an:

IEC 62271-200 – metallgekapselte Schaltanlagen und komplette Einrichtungen für Spannungen >1 kV bis einschließlich 52 kV;
IEC 62271-100 – Leistungsschalter für Wechselstrom (Mittelspannung);
IEC 62271-102 – Erdungstrennschalter und Trennschalter;
IEC 62271-1 – Allgemeine Festlegungen für KRU/KRUE;
IEC 60529 – Schutzarten von Gehäusen (IP-Code);
IEC 60071 (bzw. aktuelle Nachfolgenormen durch IEC TC 28/TC 17) – Isolationskoordination.

Bei Bedarf wird die Konformität zu GOST/DSTU sowie zu branchenspezifischen Anforderungen des Auftraggebers über Typ- und Abnahmeprüfprotokolle nachgewiesen.

Einbindung von Auftragnehmern und Investoren

Wir sind offen für Kooperationen mit Herstellern von Elektrogeräten, Montagewerken, Service- sowie Bau-/Montageunternehmen und mit Investoren, die an der Serienfertigung von Retrofit-Kits für KRU-2-10 interessiert sind. Mögliche Modelle: Auftragsfertigung von Baugruppen, Lieferung von Konstruktionsunterlagen und Vorrichtungen, Lizenzierung, Schulung des Personals, Inbetriebnahmeleitung und Autorensupervision, Begleitung von Zertifizierung und Typprüfungen. Für EPC-Partner stellen wir Ausgangsdaten für die Planung, 3D-Modelle zur Koordination, Materiallisten und Kabel-/Drahtverzeichnisse bereit.

Bereitgestellte Unterlagen (Zeichnungen, 3D-Modelle)

Zum Lieferumfang der Dokumentation gehören: Umriss- und Anschlusszeichnungen (DWG/DXF), 3D-Modelle (STEP/Parasolid), Stromlaufpläne Haupt- und Sekundärkreise (AutoCAD Electrical/ECAD), Stücklisten, Anfragebögen, Montage-/Inbetriebnahme-/Betriebsanleitungen, Prüf- und Inbetriebnahmekarten, Katalogblätter zu Relais/Sensoren sowie Verzeichnisse der Kaufteile. Alle Unterlagen werden an die Fertigungsmöglichkeiten Ihres Werks und die Projektanforderungen angepasst; eine Lokalisierung nach Ihren Corporate-Design-Vorgaben für Konstruktions- und Betriebsdokumente ist möglich.

Ihre Vorteile:

- Kein Bedarf an hochqualifizierten Ingenieuren im eigenen Haus – Sie erhalten einen vollständigen Dokumentationssatz für das zu fertigende Produkt, mit dem Ingenieure mittlerer Qualifikation arbeiten können.
- Keine Notwendigkeit für Prototypen – unsere Erfahrung ermöglicht den direkten Serienanlauf der Produkte.
- Bei Arbeit nach unserer Dokumentation erhalten Ihre Spezialisten Beratung zu allen Details des Einschub-Retrofits KRU-2-10.