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Wozu dienen Umspannwerke?

Heute ist eine Welt ohne Strom nicht mehr denkbar, denn Strom ist in unserem Alltagsleben allgegenwärtig. Doch viele Menschen wissen nicht, welch langen Weg er zurücklegen muss, bis er bei uns ankommt. Um von den großen Erzeugungsanlagen bis zum Endverbraucher zu gelangen, muss der Strom durch mehrere Stromleitungen transportiert werden, die sich durch ihre Spannung unterscheiden: Höchstspannung (220 000 Volt), Hochspannung (65 000 Volt), Mittelspannung (20 000 Volt) und Niederspannung (230-400 Volt).

Wahre Stromtransportknotenpunkte

Um den Übergang und die Anschlüsse zwischen diesen vier Stromleitungsarten zu ermöglichen und die Umspannung der Energie in verschiedene Spannungsniveaus zu gewährleisten, benötigt das Stromnetz Umspann-/Verteilungsstationen. Diese Stromtransportknotenpunkte erhalten die elektrische Energie, transformieren sie und verteilen sie entweder auf Leitungen mit niedrigerer Spannung oder liefern sie direkt der Industrie, großen kommunalen Verteilern (Hochspannungsleitung), KMUs, Städten und Dörfern (Mittelspannungsleitung) oder den Endverbrauchern (Niederspannungsleitung).

Die Umspannstationen haben natürlich nicht immer die gleiche Größe und befinden sich nicht alle an denselben Standorten. Je geringer die Spannung ist, desto kleiner ist das Umspannwerk und desto größer die Nähe zu den Gebäuden, die mit Strom versorgt werden.

Unabhängig von ihrer Größe funktionieren die Schaltanlagen auf die gleiche Weise. Im Zentrum des Systems befindet sich der Transformator, ein statisches Element aus einem Primär- und einem Sekundärkreislauf. Die beiden Kreisläufe sind elektrisch getrennt, doch magnetisch aneinander gekoppelt. Jeder Kreislauf besteht aus einer großen Spule, die um einen Eisenkern gewickelt ist. Die Spulen sind unterschiedlich groß, die Primärspule hat mehr Windungen als die Sekundärspule. Wenn der Strom im Transformator ankommt, fließt er durch die Primärspule, ein elektromagnetischer Fluss entsteht, und der Strom wird auf die Sekundärspule übertragen. Da die beiden Spulen unterschiedlich groß sind, wird die Spannung abgesenkt. Die durch die Spulen und den Magnetkreis erzeugte Wärme wird durch ein isolierendes Öl abgeführt.

Ästhetik und Technologie der gekapselten Umspannstation haben Vorrang

Zurzeit gibt es zwei Technologien für Umspannwerke. Die erste ist die konventionelle Technologie der luftisolierten Schaltanlage (Air Insulated Substation oder AIS). Die elektrischen Leiter sind durch eine Luftstrecke getrennt, was die Isolierung gewährleistet. Ein bedeutender Nachteil ist jedoch ein sehr großer Platzbedarf, um die verschiedenen Komponenten unterzubringen. Diese Technologie eignet sich daher nicht besonders für Stadtgebiete.

Daher bevorzugen viele Stromnetzbetreiber, so auch Creos, immer gekapselte Umspannwerke. Ihre Produktionskosten sind zwar deutlich höher. Sie sind jedoch kompakter, fügen sich leichter in die Umgebung ein und verunstalten nicht den Standort. Bei diesen gasisolierten Schaltanalgen (Gas Insulated Substation, GIS) sind die elektrischen Leiter in einer geerdeten Metallhülle gekapselt und mit dem isolierenden Gas Schwefelhexafluorid (SF6) befüllt. Mit dieser Technologie können die einzelnen Komponenten besser integriert werden.  Zudem benötigen sie weniger Platz.

GIS haben noch weitere Vorteile gegenüber der herkömmlichen Technologie. Sie sind zuverlässiger, denn das Material ist vor der Witterung durch die Umwelt geschützt, und leichter zu warten.

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