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Zur möglichst verlustarmen Übertragung der elektrischen Energie vom Kraftwerk zum Verbraucher wird die elektrische Energie über mehrere Spannungsebenen transportiert. Die optimale Spannungsebene wird je nach zu übertragender Leistung und der Entfernung gewählt. Im Umspannwerk erfolgt die Transformation der elektrischen Energie zwischen zwei oder mehreren Spannungsebenen. Die Spannungsebenen können etwa folgendermaßen eingeteilt werden:

  • überregionale Transportnetze (220 kV oder 400 kV und größer bzw. mit Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungen). Die Anlagen sind meist Freiluftanlagen, manchmal auch Innenraumanlagen.
  • regionale Transportnetze (110 kV). Freiluft- oder Innenraumanlagen in Städten.
  • überörtliche Verteilnetze (30 bis 60 kV), meist Innenraumanlagen.
  • überörtliche/örtliche Verteilnetze (6 bis 20 kV) meist Innenraumanlagen.

Anlagen, welche die Umspannung in die für den Endverbraucher bestimmte Niederspannung vornehmen, werden als Transformatorenstationen, Umspannstationen oder auch Ortsnetzstationen bezeichnet.

Umspannwerke zur Versorgung elektrisch betriebener Bahnen werden als Unterwerk bezeichnet (siehe auch Bahnstrom).

Galerie

Freiluftschaltanlagen

  • Umspannwerk bei Pforzheim mit 220-/110-/20-kV-Transformatoren

  • Umspannwerk Bergrheinfeld West bei Schweinfurt mit 380-/220-/110-kV-Transformatoren; Ende von Suedlink

  • Modernes Umspannwerk in den USA

  • 110-kV-Umspannwerk bei Stuttgart mit Innenraumschaltanlage und freistehenden Transformatoren

  • Umspannwerk in Russland, bei Ljantor

  • Kompaktes Umspannwerk in den USA

  • Umspannwerk mit Betonportalen in Paraguay

  • Ein minimalistisches Umspannwerk in Dülmen

Innenraumanlagen

Außer den zur Umspannung notwendigen Transformatoren sind im Umspannwerk auch Schaltanlagen für die ober- und unterspannungsseitig abgehenden Leitungen vorhanden. Die technischen Einrichtungen (Leistungstransformatoren, Sammelschienen etc.) sowie die Leitungen sind in der Regel redundant ausgelegt, so dass bei Ausfall eines Betriebsmittels die Versorgung weiterhin gewährleistet ist.

Leistungsschalter, Strommesswandler und Trennschalter im Umspannwerk Aschaffenburg-Schweinheim

Unter den Begriff Sekundärtechnik fallen die Einrichtungen eines Umspannwerks, die an der Umspannung in direktem Sinn nicht beteiligt sind. Darunter fallen jedoch für den Betrieb sehr wichtige Funktionen wie zum Beispiel:

  • Lokale Steuerung (Steuerung der einzelnen Schaltanlagenfelder vor Ort, meist über einen Feldsteuerschrank),
  • Spannungsregelung (Konstanthaltung der Netzspannung bei verschiedenen Belastungszuständen),
  • Netzschutz (Überwachung der Leitungen auf Kurzschluss oder Erdschluss mit Abschaltung der betreffenden Leitung),
  • Energiezählung,
  • Fernmessung (Fernübertragung von Messwerten zu einer entfernten Netzleitstelle),
  • Fernsteuerung (Fernsteuerung und -überwachung durch eine entfernte Netzleitstelle),
  • Eigenbedarf (gesicherte Gleich- und Wechselspannungsversorgung, Batterieanlagen, Gleich- und Wechselrichter zur Aufrechterhaltung der Funktion der Anlage auch bei Stromausfall bzw. Netzstörungen),
  • Rundsteueranlage (Steuerung der im Netz vorhandenen Verbraucher; Lastmanagement).

Eine Sonderform eines Umspannwerkes (UW) ist das vereinfachte Umspannwerk (VUW). Während bei den meistverbreiteten herkömmlichen Umspannwerken die Leitungen und Trafos auf Sammelschienen geschaltet werden, wird in vereinfachten Umspannwerken i. d. R. auf der Oberspannungsseite auf Sammelschienen verzichtet. Die Leitungen werden in diesem Fall lediglich über Trennschalter und Leistungsschalter direkt an den Transformator angeschlossen. Eine Kupplung zwischen den Leitungen ist möglich. VUWs werden zur Kostenersparnis eingesetzt, wenn nur wenige (zwei bis drei) Leitungen auf der Oberspannungsseite vorhanden sind (Wegfall der Sammelschiene und damit auch Einsparung der Sammelschienentrenner).

Aus dieser Tatsache erwachsen zugleich die Nachteile von VUWs: Da keine Sammelschiene als „Verteiler“ existiert, würde mit dem Ausfall einer Leitung auch der angeschlossene Transformator nutzlos werden (bei VUW ohne Kupplung zwischen den Leitungen). Der Ausfall von Anlagenteilen oder Leitungen ist dadurch komplizierter auszugleichen. Auch nachträgliches Erweitern der Anlage ist nur eingeschränkt möglich. Soll eine zusätzliche Leitung angeschlossen werden, so ist auch eine zusätzliche Kupplung (wenn darauf Wert gelegt wird) und/oder ein zusätzlicher Transformator nötig. Bei mehreren zusätzlichen Leitungen ist der Kostenvorteil daher schnell aufgebraucht. In einem solchen Fall wird aus dem VUW durch Einbau einer Sammelschiene oft ein herkömmliches Umspannwerk.

Bei großen Umspannwerken für mehrere Spannungsebenen über 100 kV ist es mitunter erforderlich, die Anlage auf mehreren separaten Arealen in unmittelbarer Nähe unterzubringen, welche über Koppelleitungen miteinander verbunden sind. Hierbei enthält im Regelfall jedes Areal die komplette Schaltanlage – meist inklusive der Transformatoren – für diese Ebene und ist für sich komplett umzäunt. Die Leitungsverbindung zwischen den Anlagenteilen erfolgt meist über Freileitungen, seltener über Erdkabel. Beispiele für derart geteilte Umspannwerke sind das Umspannwerk Hoheneck in Ludwigsburg und das Umspannwerk im Ortsteil Krone von Witten.

Große Umspannwerke (höchste angewandte Spannung über 100 kV) müssen für Schwertransporte erreichbar sein, da Großtransformatoren bis zu 500 t wiegen können. Auch sollten die Zufahrten wegen der Größe der Transformatoren nicht zu eng sein. Manche, insbesondere ältere Umspannwerke für 400 kV oder 220 kV verfügen auch über einen eigenen Gleisanschluss für die Anlieferung der Transformatoren.

Auflistungen von Schaltanlagen und Umspannwerken finden sich in folgenden Listen:

  • Wilfried Knies, Klaus Schierack: Elektrische Anlagentechnik. 5. Auflage, Carl Hanser Verlag, München und Wien, 2006, ISBN 3-446-40574-7.
  • Günter Springer: Fachkunde Elektrotechnik. 18. Auflage, Verlag – Europa – Lehrmittel, Wuppertal, 1989, ISBN 3-8085-3018-9.
Commons: Umspannwerke – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Umspannwerk – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Umspannwerk Teil eines elektrischen Versorgungsnetzes Sprache Beobachten Bearbeiten Dieser Artikel behandelt das Versorgungsbauwerk im Allgemeinen Zu einzelnen Umspannbauwerken siehe Umspannwerk Begriffsklarung Ein Umspannwerk auch Umspannanlage ist Teil des elektrischen Versorgungsnetzes eines Energieversorgungsunternehmens und dient der Verbindung unterschiedlicher Spannungsebenen Umspannwerke bestehen neben den Leistungstransformatoren immer aus Schaltanlagen aufgebaut als Freiluftschaltanlage oder in gekapselter Form als gasisolierte Schaltanlage und weiteren Einrichtungen zur Mess und Regeltechnik Anlagen ohne Transformatoren werden auch als Lastverteilerwerk Lastverteiler oder Schaltwerk bezeichnet In der Schweiz werden Umspannwerke auch als Unterwerk bezeichnet wahrend dieser Begriff im restlichen deutschen Sprachgebiet lediglich fur Bahnstromanlagen gebrauchlich ist Gesamtansicht eines Umspannwerks bei Keetmanshoop Durch den hohen Automatisierungsgrad erfolgt der Betrieb in vielen Umspannwerken wie das Ausfuhren von Schalthandlungen vollautomatisch und ohne Personal vor Ort Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeines 1 1 Galerie 2 Primartechnik 3 Sekundartechnik 4 Sonderformen 5 Verkehrsanbindung 6 Standorte 7 Literatur 8 WeblinksAllgemeines BearbeitenZur moglichst verlustarmen Ubertragung der elektrischen Energie vom Kraftwerk zum Verbraucher wird die elektrische Energie uber mehrere Spannungsebenen transportiert Die optimale Spannungsebene wird je nach zu ubertragender Leistung und der Entfernung gewahlt Im Umspannwerk erfolgt die Transformation der elektrischen Energie zwischen zwei oder mehreren Spannungsebenen Die Spannungsebenen konnen etwa folgendermassen eingeteilt werden uberregionale Transportnetze 220 kV oder 400 kV und grosser bzw mit Hochspannungs Gleichstrom Ubertragungen Die Anlagen sind meist Freiluftanlagen manchmal auch Innenraumanlagen regionale Transportnetze 110 kV Freiluft oder Innenraumanlagen in Stadten uberortliche Verteilnetze 30 bis 60 kV meist Innenraumanlagen uberortliche ortliche Verteilnetze 6 bis 20 kV meist Innenraumanlagen Anlagen welche die Umspannung in die fur den Endverbraucher bestimmte Niederspannung vornehmen werden als Transformatorenstationen Umspannstationen oder auch Ortsnetzstationen bezeichnet Umspannwerke zur Versorgung elektrisch betriebener Bahnen werden als Unterwerk bezeichnet siehe auch Bahnstrom Galerie Bearbeiten Freiluftschaltanlagen Umspannwerk bei Pforzheim mit 220 110 20 kV Transformatoren Umspannwerk Bergrheinfeld West bei Schweinfurt mit 380 220 110 kV Transformatoren Ende von Suedlink Modernes Umspannwerk in den USA 110 kV Umspannwerk bei Stuttgart mit Innenraumschaltanlage und freistehenden Transformatoren Umspannwerk in Russland bei Ljantor Kompaktes Umspannwerk in den USA Umspannwerk mit Betonportalen in Paraguay Ein minimalistisches Umspannwerk in Dulmen Innenraumanlagen Kathedrale der Elektrizitat denkmalgeschutztes ehemaliges Umspannwerk am Berliner Paul Lincke Ufer gebaut 1924 28 nach Planen von Hans Heinrich Muller Umspannwerk in Berlin Moabit von Franz Schwechten Umspannwerk in Lauscha 1925 26 Umspannwerk in Wien Favoriten 1929 Umspannplattform des Offshore Windparks Baltic 1 auf offener See Gasisolierte Schaltanlage im Umspannwerk Simmering 110 kV Umspannwerk der EVN Innenraumanlage Umspannwerk der Bobertalsperre von 1905Primartechnik BearbeitenAusser den zur Umspannung notwendigen Transformatoren sind im Umspannwerk auch Schaltanlagen fur die ober und unterspannungsseitig abgehenden Leitungen vorhanden Die technischen Einrichtungen Leistungstransformatoren Sammelschienen etc sowie die Leitungen sind in der Regel redundant ausgelegt so dass bei Ausfall eines Betriebsmittels die Versorgung weiterhin gewahrleistet ist Sekundartechnik Bearbeiten Leistungsschalter Strommesswandler und Trennschalter im Umspannwerk Aschaffenburg Schweinheim Unter den Begriff Sekundartechnik fallen die Einrichtungen eines Umspannwerks die an der Umspannung in direktem Sinn nicht beteiligt sind Darunter fallen jedoch fur den Betrieb sehr wichtige Funktionen wie zum Beispiel Lokale Steuerung Steuerung der einzelnen Schaltanlagenfelder vor Ort meist uber einen Feldsteuerschrank Spannungsregelung Konstanthaltung der Netzspannung bei verschiedenen Belastungszustanden Netzschutz Uberwachung der Leitungen auf Kurzschluss oder Erdschluss mit Abschaltung der betreffenden Leitung Energiezahlung Fernmessung Fernubertragung von Messwerten zu einer entfernten Netzleitstelle Fernsteuerung Fernsteuerung und uberwachung durch eine entfernte Netzleitstelle Eigenbedarf gesicherte Gleich und Wechselspannungsversorgung Batterieanlagen Gleich und Wechselrichter zur Aufrechterhaltung der Funktion der Anlage auch bei Stromausfall bzw Netzstorungen Rundsteueranlage Steuerung der im Netz vorhandenen Verbraucher Lastmanagement Sonderformen BearbeitenEine Sonderform eines Umspannwerkes UW ist das vereinfachte Umspannwerk VUW Wahrend bei den meistverbreiteten herkommlichen Umspannwerken die Leitungen und Trafos auf Sammelschienen geschaltet werden wird in vereinfachten Umspannwerken i d R auf der Oberspannungsseite auf Sammelschienen verzichtet Die Leitungen werden in diesem Fall lediglich uber Trennschalter und Leistungsschalter direkt an den Transformator angeschlossen Eine Kupplung zwischen den Leitungen ist moglich VUWs werden zur Kostenersparnis eingesetzt wenn nur wenige zwei bis drei Leitungen auf der Oberspannungsseite vorhanden sind Wegfall der Sammelschiene und damit auch Einsparung der Sammelschienentrenner Aus dieser Tatsache erwachsen zugleich die Nachteile von VUWs Da keine Sammelschiene als Verteiler existiert wurde mit dem Ausfall einer Leitung auch der angeschlossene Transformator nutzlos werden bei VUW ohne Kupplung zwischen den Leitungen Der Ausfall von Anlagenteilen oder Leitungen ist dadurch komplizierter auszugleichen Auch nachtragliches Erweitern der Anlage ist nur eingeschrankt moglich Soll eine zusatzliche Leitung angeschlossen werden so ist auch eine zusatzliche Kupplung wenn darauf Wert gelegt wird und oder ein zusatzlicher Transformator notig Bei mehreren zusatzlichen Leitungen ist der Kostenvorteil daher schnell aufgebraucht In einem solchen Fall wird aus dem VUW durch Einbau einer Sammelschiene oft ein herkommliches Umspannwerk Bei grossen Umspannwerken fur mehrere Spannungsebenen uber 100 kV ist es mitunter erforderlich die Anlage auf mehreren separaten Arealen in unmittelbarer Nahe unterzubringen welche uber Koppelleitungen miteinander verbunden sind Hierbei enthalt im Regelfall jedes Areal die komplette Schaltanlage meist inklusive der Transformatoren fur diese Ebene und ist fur sich komplett umzaunt Die Leitungsverbindung zwischen den Anlagenteilen erfolgt meist uber Freileitungen seltener uber Erdkabel Beispiele fur derart geteilte Umspannwerke sind das Umspannwerk Hoheneck in Ludwigsburg und das Umspannwerk im Ortsteil Krone von Witten Verkehrsanbindung BearbeitenGrosse Umspannwerke hochste angewandte Spannung uber 100 kV mussen fur Schwertransporte erreichbar sein da Grosstransformatoren bis zu 500 t wiegen konnen Auch sollten die Zufahrten wegen der Grosse der Transformatoren nicht zu eng sein Manche insbesondere altere Umspannwerke fur 400 kV oder 220 kV verfugen auch uber einen eigenen Gleisanschluss fur die Anlieferung der Transformatoren Standorte BearbeitenAuflistungen von Schaltanlagen und Umspannwerken finden sich in folgenden Listen Liste der Schaltanlagen im Hochstspannungsnetz in Deutschland Liste von Schaltanlagen im Hochstspannungsnetz in Osterreich Liste von Schaltanlagen im Hochstspannungsnetz in der SchweizLiteratur BearbeitenWilfried Knies Klaus Schierack Elektrische Anlagentechnik 5 Auflage Carl Hanser Verlag Munchen und Wien 2006 ISBN 3 446 40574 7 Gunter Springer Fachkunde Elektrotechnik 18 Auflage Verlag Europa Lehrmittel Wuppertal 1989 ISBN 3 8085 3018 9 Weblinks Bearbeiten Commons Umspannwerke Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Wiktionary Umspannwerk Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme Ubersetzungen Energie Museum Berlin Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Umspannwerk amp oldid 218267374, wikipedia, wiki, deutsches, deutschland,

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