Außenstationen: Arten Vor- und Nachteile (55kV–765kV)

Umspannwerke, die für Spannungsebenen von 55 kV bis 765 kV ausgelegt sind, werden als Freiluftumspannwerke bezeichnet. Diese Art von Umspannwerk erfordert weniger Bauzeit, benötigt jedoch mehr Platz. Freiluftumspannwerke werden hauptsächlich in Mast- und Fundamentumspannwerke unterteilt.

Mastumspannwerke

Diese Art von Umspannwerk wird verwendet, um Verteilungstransformatoren mit Kapazitäten bis zu 250 kVA zu unterstützen. Solche Transformatoren stellen die preiswerteste, einfachste und kleinste Form der Verteilung dar. Alle Geräte sind vom Freilufttyp und werden an den Tragstrukturen der Hochspannungsverteilungsleitungen installiert. Ein dreipoliger mechanisch betriebener Schalter wird verwendet, um die Hochspannungsleitung zu öffnen und zu schließen.

Hochspannungs-Sicherungen (HT-Sicherungen) werden verwendet, um die Hochspannungsleitung zu schützen. Zur Steuerung des Niederspannungskreises werden Niederspannungsschalter und -sicherungen bereitgestellt. Überspannungsschutzgeräte werden an den Hochspannungsleitungen installiert, um den Transformator vor Spannungsspitzen zu schützen. Mastumspannwerke sind an zwei oder mehr Standorten geerdet.

Transformatoren mit Kapazitäten bis zu 125 kVA werden auf einer Zweimaststruktur montiert, während Transformatoren mit Leistungen zwischen 125 kVA und 250 kVA auf einer Viermaststruktur mit einem geeigneten Podest installiert werden. Dieser Typ von Umspannwerk wird in dicht besiedelten Gebieten typischerweise platziert.

Sie haben geringe Wartungskosten, und durch den Einsatz einer großen Anzahl solcher Umspannwerke in Städten ist es zu erwarten, dass Verteilnetze zu niedrigeren Kosten eingerichtet werden können. Allerdings steigen bei zunehmender Anzahl von Transformatoren die GesamtkVA, aber die Lastverluste erhöhen sich nicht proportional, was zu einer Erhöhung der Kosten pro kVA führt.

Fundamentumspannwerke

Bei Fundamentumspannwerken werden alle Gerätebereiche aus Sicherheitsgründen zusammengebaut, und das gesamte Umspannwerk wird innerhalb eines Zauns eingefriedet. Die in solchen Umspannwerken verwendeten Geräte sind schwer; daher muss der ausgewählte Standort einen guten Zugang für schwere Transportmittel bieten.

Vorteile von Freiluftumspannwerken

Freiluftumspannwerke bieten die folgenden Hauptvorteile:

• Alle Geräte in einem Freiluftumspannwerk sind sichtbar, was die Fehlersuche erleichtert.

• Die Erweiterung von Freiluftumspannwerken ist einfacher.

• Die erforderliche Bauzeit für diese Art von Umspannwerk ist kürzer.

• Es wird weniger Baustoffe wie Stahl und Beton benötigt.

• Relativ wenig Bauarbeiten sind erforderlich, und die Kosten für die Installation von Schaltanlagen sind gering.

• Die Wartung ist einfach, und ausreichend Abstand zwischen den Geräten stellt sicher, dass ein Fehler an einem Punkt nicht auf einen anderen überträgt.

Nachteile von Freiluftumspannwerken

• Freiluftumspannwerke benötigen mehr Platz.

• Schutzvorrichtungen müssen installiert werden, um vor Blitzschlagwirkungen zu schützen.

• Die Länge der Steuerkabel nimmt zu, was die Gesamtkosten des Umspannwerks erhöht.

• Geräte, die für Freiluftumspannwerke konzipiert sind, sind teurer, da sie zusätzlichen Staub- und Wetterschutz benötigen.

Trotz dieser Nachteile werden Freiluftumspannwerke in Stromversorgungssystemen weit verbreitet eingesetzt.