Umspannstationen zur Übertragung und Verteilung im Stromnetz

Umspannwerke sind ein wesentlicher Bestandteil des Energieübertragungs- und verteilungsnetzes und übernehmen die Aufgabe, die Spannung von hohen auf niedrige Spannungsebenen umzuformen, um sie an die Verbraucher zu liefern.

Übertragungsumspannwerk: Rolle und Geräte

Übertragungsumspannwerke empfangen hauptsächlich Strom auf hohen Spannungsebenen wie 110 kV, 220 kV und wandeln sie in Zwischenspannungen wie 22 kV, 35 kV um, um sie an Verteilungsumspannwerke weiterzuleiten. Mit einer Leistung von mehr als 200 MVA arbeiten diese Umspannwerke häufig unter hoher Last und sind aufgrund ihrer Größe im Freien platziert. Die Hauptausrüstung umfasst Übertragungstransformatoren, Schutzschaltanlagen und Überspannungsschutzgeräte. Diese Umspannwerke spielen eine wesentliche Rolle im Stromnetz und sorgen dafür, dass Hochspannung effizient an die Verbraucher geliefert wird.

Übertragungsumspannwerke spielen eine unverzichtbare Rolle im modernen Stromnetz. Besonders in stark wachsenden Ländern wie Vietnam ist die Optimierung der Kapazität und Effizienz der Energieübertragung notwendig, um den steigenden Bedarf zu decken.

Rolle des Übertragungsumspannwerks

1. Spannungsumwandlung: Das Übertragungsumspannwerk hat die Aufgabe, die Spannung umzuwandeln, konkret von Hochspannung wie 400 kV oder 220 kV auf niedrigere Ebenen, um Verluste zu reduzieren und wirtschaftliche Effizienz zu gewährleisten. Das Aufspannwerk optimiert die Übertragungsentfernungen, während das Abspannwerk die Spannung anpasst, bevor die Energie den Verbrauchern zugeführt wird.

2. Energieverteilung: Die Verteilung von Energie vom Kraftwerk zum Verbrauchsgebiet, wie Industriezonen und Wohngebiete, ist eine weitere wichtige Funktion des Übertragungsumspannwerks.

3. Sicherstellung der Energiequalität: Durch die Reduzierung von Spannungsverlusten und die Sicherstellung einer stabilen Übertragungsleistung trägt das Umspannwerk zur Verbesserung der Energiequalität im gesamten System bei.

4. Notstromversorgung: Mit Schutzsystemen und automatischen Schaltanlagen kann das Umspannwerk eine stabile Stromversorgung auch bei plötzlichem Stromausfall aufrechterhalten.

5. Schutz und Sicherheit: Die Ausstattung mit Schaltanlagen, Überspannungsschutzgeräten und automatischen Abschaltvorrichtungen gewährleistet die Sicherheit sowohl des Systems als auch der Nutzer.

Hauptgerät im Übertragungsumspannwerk

• Transformatoren: Sie sind das Herz der Anlage, mit großer Kapazität von mehreren Hundert MVA und zuständig für eine effektive Spannungsumwandlung.

• Schaltgeräte (Leistungsschalter): Dieses System sorgt für Sicherheit, indem es bei Störungen die Leitungen unterbricht, um das System vor Überlastung und Kurzschlüssen zu schützen.

• Schutz- und Überwachungsgeräte: Relais, Sensoren und SCADA-Systeme spielen eine Überwachungs- und Verarbeitungsrolle im Falle von Störungen und stellen einen reibungslosen Betrieb sicher.

• Blitzschutzsysteme: Sie schützen die Transformatoren und andere Geräte vor natürlichen elektrischen Schwankungen.

• Steuer- und Verteilungsschalttafeln: Diese umfassen sowohl Temperatur- und Feuchtigkeitsregelungstafeln als auch Verteilungsschalttafeln, die eine effektive Verwaltung gewährleisten.

Anforderungen an das Design von Umspannwerken

• Eine angemessene Standortwahl, um Verluste zu minimieren und die Funktionalität zu maximieren.
• Rationale Investition in die Infrastruktur mit Schwerpunkt auf stabilem Betrieb und Kosteneinsparungen.
• Verwendung geeigneter Strukturen und Geräte für Last- und Spannungsanforderungen.
• Integration moderner Schutztechnologien zur Unterstützung eines sicheren Managements und Betriebs.

Das Übertragungsumspannwerk ist das Energieverteilungszentrum im nationalen Stromnetz, das fortschrittliche Geräte wie Großleistungstransformatoren, Schaltanlagen, moderne Schutz- und Überwachungseinrichtungen integriert. Dies sorgt dafür, dass das Stromnetz nicht nur effizient, sondern auch sicher und zuverlässig ist, und gewährleistet eine kontinuierliche Energieversorgung.

Verteilungsumspannwerk: Effiziente Energieübergabe

Das Verteilungsumspannwerk erhält Strom vom Übertragungsumspannwerk und wandelt ihn auf eine niedrigere Spannung um, um die Haushalte und Unternehmen zu versorgen. Bei einer Spannung von 11 kV/0,4 kV sind die Verteilungstransformatoren so optimiert, dass sie effizient arbeiten, auch wenn sie nicht immer mit voller Last betrieben werden. Dieses System umfasst auch Verteilungsschalttafeln, Niederspannungsschaltgeräte und Erdungssysteme. Sie gewährleisten, dass die Energie stabil und sicher an jeden Verbraucher übermittelt wird.

Verteilungsumspannwerke sind unerlässlich in jedem Stromsystem, insbesondere wenn es um die effiziente Energieübergabe an das Endverbrauchernetz geht. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Umwandlung von Mittelspannung (35 kV oder 22 kV) auf Niederspannung (0,4 kV oder 230 V), was den Anforderungen der Endverbraucher gerecht wird.

Rolle und Funktionen

• Spannungsumwandlung: Das Verteilungsumspannwerk wandelt die Mittelspannung (z.B. 11 kV) auf Niederspannung (0,4 kV oder 230 V) um, damit kleinere Anwendungen und Produktionsstätten problemlos funktionieren können.
• Beitrag zur Übertragungseffizienz: Es optimiert das Heben und Senken der Spannung, um Verluste bei der Energienübertragung über große Entfernungen zu minimieren.
• Sicherheit des Stromsystems: Ausgestattet mit Schutzgeräten wie Relais, Sicherungen und Überspannungsschutzgeräten schützen diese Umspannwerke das System vor ungeplanten Ausfällen.

Grundaufbau

Ein Niederspannungsverteilungsumspannwerk besteht typischerweise aus:

• Verteilungstransformatoren: Dies können Dreiphasentransformatoren oder Einphasentransformatoren sein, die die Spannungsumwandlung gewährleisten.
• Elektrische Schaltanlagen: Diese umfassen Schalter und Sicherungen zur Steuerung und zum Schutz des Stromflusses.
• Sammelschienensystem: Verteilt den Strom auf verschiedene Lastzweige.
• Schutzsystem: Blitzschutzgeräte und Erdungssysteme schützen vor überflüssigen Spannungen.

Klassifizierung von Umspannwerken

Umspannwerke werden in der Regel nach Spannung und Funktion klassifiziert:

• Zwischenumspannwerke: Wandeln Spannung von hoch auf mittel um (220 kV oder 110 kV auf 35 kV – 15 kV).
• Verteilungsumspannwerke: Empfangen mittlere Spannung (6 kV bis 35 kV) und reduzieren sie auf Niederspannung (0,4 kV bis 0,22 kV), um private und kleine industrielle Anwendungen zu speisen.

Gängige Beispiele für Spannungsebenen umfassen Ultrahochspannung > 500 kV für sehr weite Übertragungen, Hochspannung wie 66 kV, 110 kV für Zwischenstationen, Mittelspannung von 6 kV bis 35 kV für das Verteilungsstromnetz und Niederspannung 0,4 kV, 0,2 kV für den Endverbraucher.

Art des Verteilungsumspannwerks

Kleinere Umspannwerke verwenden häufig Dreiphasentransformatoren mit 400 kVA oder drei Einphasentransformatoren von 75 kVA, um Bereiche wie Gebäude, Wohngebiete und kleine Unternehmen zu bedienen. Geräte von Marken wie Thibidi, EMC, ABB werden häufig eingesetzt, um Qualität und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Das Verteilungsumspannwerk funktioniert als ein wesentliches Element, das eine effiziente Energieübertragung vom Mittelspannungsnetz auf ein angemesseneres Niveau für alle Verbraucheranwendungen gewährleistet und die Sicherheit und Stabilität des gesamten Stromsystems erhält.

Allgemeine Funktionen von Umspannstationen im Stromnetz

Sowohl Übertragungs- als auch Verteilungsumspannwerke haben wichtige Funktionen im nationalen Stromnetz. Sie gewährleisten die Energieübertragung vom Kraftwerk zum Endverbraucher durch Spannungsanpassung. Gleichzeitig spielen sie eine entscheidende Rolle bei der Sicherung der Spannungsstabilität und Energiequalität. Die Integration dieser Umspannwerke in das Stromnetz unterstützt nicht nur einen reibungslosen Betrieb, sondern verbessert auch die langfristige Nachhaltigkeit und Gesamteffizienz.

Umspannwerke sind ein unverzichtbarer Bestandteil des Stromsystems, mit der Funktion, Energie umzuwandeln und zu verteilen von hohen auf niedrigere Spannungsebenen, um die unterschiedlichen Bedürfnisse verschiedener Gebiete zu bedienen, darunter Wohn-, Industrie- und Handelszwecke.

Funktionen von Umspannwerken

• Spannungsumwandlung: Dies ist die Hauptfunktion von Umspannwerken, die es ermöglicht, Energie von hoher Spannung wie 110 kV oder 220 kV auf niedrigere Spannungen umzuformen, typischerweise von 22 kV bis 35 kV. Dies sichert die effektive Energieübertragung zu den Endverbrauchern.
• Energieversorgung der Gebiete: Umspannwerke gewährleisten die ausreichende Energieversorgung für Wohn- und Industriegebiete. Im Wohnbereich wird die Energie für Beleuchtung, Haushaltsgeräte und viele andere Aktivitäten verwendet. Für Industriegebiete liefern sie stabile Energie für Maschinen und Produktionsgeräte.
• Notstromversorgung: Sie können Energie bereitstellen im Falle von Störungen oder plötzlichen Stromausfällen, um einen kontinuierlichen Betrieb wichtiger Systeme sicherzustellen.

Sicherheitsmerkmale

• Schutz- und Sicherheitssystem: Umspannwerke sind in der Regel mit einem Schutzsystem ausgestattet, das Blitzschutzgeräte, Schaltanlagen und automatische Schalter umfasst, um einen stabilen und sicheren Betrieb des Stromsystems sicherzustellen.
• Sammelschienensystem und Trennschalter: Diese werden verwendet, um verschiedene Teile der Station zu verbinden und die Sicherheit zu gewährleisten, indem sie bei Bedarf einzelne Teile isolieren.

Klassifizierung von Umspannwerken

Umspannwerke werden nach ihrer Betriebs- und Designspannung klassifiziert, um verschiedenen Energiebedarfen gerecht zu werden. Typen von Umspannwerken können Hochspannungsverteilerstationen (GIS) oder luftisolierte Schaltanlagen (AIS) sein, abhängig von der spezifischen Anwendung.

Umspannwerke, mit der Aufgabe der Energieübertragung und -verteilung, sind entscheidende Faktoren für die Stabilität und Effizienz des nationalen Stromsystems. Investitionen in Umspannwerke bieten nicht nur technische Vorteile, sondern sichern auch strategische Vorteile bei der nachhaltigen Energieversorgung.

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