Umspannwerke

Anlässlich des 10-jährigen Jubiläums dieser Internetseite – seit dem Gründungsartikel „Netzstabilität durch Regelenergie“ vom 25. November 2009 – an dieser Stelle zunächst ein herzlicher Dank an alle Leser, Kollegen, Bekannte, Freunde und Organisationen für die langjährige Treue und Unterstützung in Form von konstruktiven Feedbacks, weiterführenden Anregungen und einen interessanten Austausch rund um das spannende Thema Energiewirtschaft!

Die überregionalen und regionalen Stromnetze bestehen meist aus mehreren Spannungsebenen, die durch sogenannte Umspannwerke miteinander verbunden sind. Diese Anlagen als Knotenpunkte des Netzsystems zur Gewährleistung der allgemeinen Energieversorgung sollen in dieser insgesamt 324. Info aus der Energiewirtschaft beschrieben werden.

Umspannanlagen werden als Teil des elektrischen Versorgungsnetzes erforderlich, da der jeweilige Netzbetreiber den Strom über unterschiedliche Spannungsebenen zu den Letztverbrauchern wie Industrie-, Gewerbe- und Haushaltskunden transportiert, um eine möglichst verlustarme Übertragung der elektrischen Energie infolge geringstmöglicher Kabelleitungsquerschnitte zu gewährleisten. Dabei gibt es die Höchst- (>= 220 Kilovolt [kV]), die Hoch- (110 kV) sowie die Mittel- und Niederspannungsebenen mit < 110 kV. Man unterscheidet je nach Spannung einerseits  nach überregionalen, regionalen und örtlichen Versorgungsnetzen sowie andererseits nach Transport- und Verteilnetzen. Entsprechend liegt die Zuständigkeit bzw. die Verantwortung für den zuverlässigen und sicheren Betrieb und Ausbau eines Stromnetzes sowie seiner peripheren Anlagen entweder beim Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB, engl.: Transmission System Operator, TSO) oder beim Verteilnetzbetreiber (VNB, engl.: Distribution Network Operator, DNO) respektive dem jeweils übergeordneten Energieversorgungsunternehmen.

Damit betreiben diese Unternehmen auch die dazu gehörigen Umspannwerke, die in der Regel aus einem oder mehreren Leistungstransformatoren sowie einer oder mehreren Schaltanlagen bestehen (Primärtechnik). Dort erfolgt die Transformation der Spannung von der jeweils höheren auf die jeweils niedrigere Ebene und umgekehrt, wobei je nach Schaltung auch mehr als zwei Spannungsnetze in einer Umspannanlage miteinander verbunden sein können (zum Beispiel über 220-, 110- und 20 kV-Transformatoren). Je nach bautechnischer Ausführung differenziert man nach Freiluft- und Innenraumanlagen. Sie werden als Transformator- oder Umspannstationen bezeichnet, wenn sie die letztmalige Transformation der Niederspannung in Höhe von 10 kV für die oben genannten Endverbraucher vornehmen, wo in der Regel 400 Volt-Systeme installiert sind.

Umspannwerke zur Verteilung des Versorgungsstroms aus den zentralen und dezentralen Kraftwerken sind aus Gründen der Betriebssicherheit grundsätzlich redundant auslegt und können durch den hohen Automatisierungsgrad in der Regel vollautomatisch vor Ort betrieben werden. Sie werden in der Bauart ohne die für eine Umspannung notwendigen Transformatoren – und somit lediglich aus Schaltanlage und der weiteren MSR-Technik bestehend – als Schaltwerk oder Lastverteiler bezeichnet. Dabei kann die Schaltanlage ebenfalls als Freiluftanlage oder gasisoliert in gekapselter Form (engl.: Gas Insulated Switchgear, GIS) konzipiert sein.

Die betriebsrelevante Sekundärtechnik ist für die Messung, Steuerung und Regelung der Anlage sowie ihrer damit zusammenhängenden Aufgaben zuständig, übernimmt aber auch weitere wichtige Funktionen wie beispielsweise die Netzüberwachung, die Eigenbedarfsversorgung oder die Energiezählung. Die ein- und ausgehenden Leitungen und Transformatoren werden über spezielle Trenn- und Leistungsschalter auf sogenannten, wie Verteiler fungierenden Sammelschienen zusammengeführt und dort gekuppelt bzw. geschaltet, wobei im Umspannwerk selbst zusätzlich auch eigene Schaltanlagen für die jeweiligen Ober- und Unterspannungsleitungen installiert sind.