Klassifizierung von Umspannwerken

Umspannwerke: Eine Übersicht über die Knotenpunkte der Energieübertragung

Ein Umspannwerk fungiert als entscheidender Zwischenhändler im Prozess der Energieversorgung und erleichtert den Transfer von elektrischer Energie vom Erzeugungsstandort zu den Endverbrauchern. Es ist mit verschiedenen essentiellen Komponenten ausgestattet, darunter Transformatoren, Generatoren und Starkstromkabel, die alle eine wichtige Rolle bei der sicheren Energieübertragung spielen. Die Kernfunktionen eines Umspannwerks umfassen die Erzeugung, Übertragung und Verteilung von Energie.

Umspannwerke, die elektrische Energie erzeugen, werden als Erzeuger-Umspannwerke bezeichnet. Übertragungs-Umspannwerke hingegen sind für die Weiterleitung von Energie über weite Strecken zuständig, während Verteilungs-Umspannwerke auf die Lieferung an einzelne Lasten fokussieren. Im Folgenden werden wir die verschiedenen Unterkategorien von elektrischen Umspannwerken detaillierter betrachten.

Klassifizierung von Umspannwerken

Umspannwerke können auf verschiedene Weise klassifiziert werden, einschließlich ihrer Aufgaben, der bereitgestellten Dienstleistungen, Betriebsspannungsniveaus, Bedeutung und Design.

Klassifizierung von Umspannwerken nach Art der Aufgaben

Spannungserhöhende oder Primäre Umspannwerke

Spannungserhöhende oder primäre Umspannwerke erzeugen relativ niedrige Spannungen, in der Regel im Bereich von 3,3 kV, 6,6 kV, 11 kV oder 33 kV. Um eine effiziente Fernübertragung von Energie zu ermöglichen, werden diese Spannungen mithilfe von Spannungserhöhungstransformatoren angehoben. Diese Umspannwerke befinden sich in der Regel in unmittelbarer Nähe zu Erzeuger-Umspannwerken und bilden die erste Stufe in der Hierarchie der Energieübertragung.

Primäre Netzu-mspannwerke

Primäre Netzu-mspannwerke erhalten die hohen Spannungen, die zunächst erhöht wurden. Ihre Aufgabe besteht darin, diese primär erhöhten Spannungen auf ein handhabbares Niveau zu senken. Das Ausgangssignal dieser Umspannwerke dient dann als Eingangssignal für sekundäre Umspannwerke, die die Spannung weiter senken, um die anschließende Übertragung vorzubereiten.

Spannungssenkende oder Verteilungs-Umspannwerke

Spannungssenkende oder Verteilungs-Umspannwerke sind strategisch in der Nähe von Verbrauchszentren positioniert. Hier wird die primäre Verteilerspannung für Sub-Übertragungszwecke reduziert. Sekundäre Verteilertransformatoren innerhalb dieser Umspannwerke liefern dann die Energie über Serviceleitungen an die Verbraucher, wodurch der Energieversorgungsprozess auf lokaler Ebene abgeschlossen wird.

Klassifizierung von Umspannwerken nach bereitgestelltem Dienst

Transformator-Umspannwerke

Transformator-Umspannwerke sind mit Transformatoren ausgestattet, die darauf ausgelegt sind, elektrische Energie von einem Spannungsniveau auf ein anderes gemäß den Anforderungen des Stromnetzes zu übertragen. Diese Flexibilität ermöglicht die nahtlose Integration verschiedener Energiesysteme, die mit unterschiedlichen Spannungsstandards arbeiten.

Schalt-Umspannwerke

Schalt-Umspannwerke sind speziell konzipiert, um Leitungen ohne Unterbrechung der Spannungsebene ein- und auszuschalten. Sie sind in der Regel entlang von Übertragungsleitungen platziert, um die Umleitung von Energieströmen, die Isolierung defekter Abschnitte und die Optimierung der Netzoperationen zu ermöglichen.

Wandlungs-Umspannwerke

Wandlungs-Umspannwerke sind spezialisierte Einrichtungen, die Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) und umgekehrt umwandeln können. Zudem können sie auch verwendet werden, um die Frequenz der elektrischen Energie anzupassen, indem sie hohe Frequenzen in niedrigere Frequenzen oder umgekehrt umwandeln, um bestimmten operativen Anforderungen gerecht zu werden.

Klassifizierung von Umspannwerken nach Betriebsspannung

Hochspannungs-Umspannwerke (HS-Umspannwerke)

Hochspannungs-Umspannwerke arbeiten im Spannungsbereich von 11 kV bis 66 kV. Diese Umspannwerke sind wichtig für die Verteilung von Energie in lokalen Gebieten und die Verbindung verschiedener Teile des Mittelspannungsnetzes.

Extra-Hochspannungs-Umspannwerke

Extra-Hochspannungs-Umspannwerke behandeln Spannungen im Bereich von 132 kV bis 400 kV. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der langstreckigen Übertragung großer Mengen an elektrischer Energie und verbinden große Energieerzeugungsquellen mit regionalen Netzen.

Ultra-Hochspannungs-Umspannwerke

Ultra-Hochspannungs-Umspannwerke arbeiten bei Spannungen, die 400 kV überschreiten. Diese hochkapazitären Umspannwerke werden für die Übertragung von Großmengen an Energie über extrem lange Strecken eingesetzt, oft über große geografische Regionen oder zwischen verschiedenen Stromnetzen.

Klassifizierung von Umspannwerken nach Bedeutung

Netz-Umspannwerke

Netz-Umspannwerke sind dafür verantwortlich, große Mengen an elektrischer Energie von einem Ort zum anderen zu transferieren. Wegen ihrer entscheidenden Rolle im Stromnetz kann ein Fehler oder eine Störung in einem Netz-Umspannwerk einen erheblichen Einfluss auf die Kontinuität der Energieversorgung im gesamten Netz haben.

Stadt-Umspannwerke

Stadt-Umspannwerke sind damit beauftragt, Spannungen, in der Regel von 33 kV auf 11 kV, zu senken, um die Energieversorgung in städtischen Gebieten zu ermöglichen. Ein Ausfall in einem Stadt-Umspannwerk kann zu einem vollständigen Stromausfall in einer ganzen Stadt führen, was ihre Bedeutung für die lokale Energieversorgung unterstreicht.

Klassifizierung von Umspannwerken nach Design

Innengebäude-Umspannwerke

Bei Innengebäude-Umspannwerken sind alle elektrischen Geräte in einem geschlossenen Gebäudeteil installiert. Diese Umspannwerke werden häufig für Spannungsniveaus bis 11 kV verwendet. In Umgebungen, in denen die umgebende Luft mit Staub, Dämpfen oder schädlichen Gasen kontaminiert ist, kann ihre Spannungskapazität jedoch auf 33 kV oder 66 kV erweitert werden, um die Geräte vor ungünstigen Umweltbedingungen zu schützen.

Außen-Umspannwerke

Außen-Umspannwerke können weiter in zwei Hauptkategorien unterteilt werden:

Pole-Montierte Umspannwerke: Pole-montierte Umspannwerke werden hauptsächlich für die lokale Energieverteilung verwendet. Abhängig von der Kapazität der Transformatoren werden einzelne stabile Masten, H-Masten oder 4-Polen-Konstruktionen mit entsprechenden Plattformen verwendet. Transformatoren mit Kapazitäten von bis zu 25 kVA, 125 kVA und über 125 kVA können auf diesen Konstruktionen untergebracht werden.

Fundament-Montierte Umspannwerke: Fundament-montierte Umspannwerke sind für die Installation von Transformatoren mit höheren Spannungswerten, in der Regel 33.000 Volt oder darüber, konzipiert. Diese Umspannwerke bieten eine stabile und robuste Grundlage, um das schwere und großvolumige Gerät für Hochspannungs-Energiedienste zu unterstützen.