Umspannanlage

Umspannanlagen sind die Knotenpunkte in der Energieverteilung. Mittels der Transformatoren bilden sie einerseits das Bindeglied zwischen den unterschiedlichen Spannungsebenen, andererseits ermöglichen sie das gezielte Ein- und Ausschalten der einzelnen Freileitungs- oder Kabelstrecken. Außerdem wirken sie wie die Sicherungen in einer Hausstromverteilung. Falls beispielsweise durch Blitzeinschlag ein Kurzschluss im Hochspannungsnetz entsteht, so wird die betroffene Leitung in Sekundenbruchteilen automatisch abgeschaltet.

Umspannanlagen werden in den meisten Fällen im Freien gebaut, deshalb nennt man diese Anlagen auch Freiluftanlagen. Falls nicht genügend Platz vorhanden ist, werden gasisolierte Schaltanlagen eingesetzt. Diesen Anlagentyp findet man daher meist im innerstädtischen Bereich oder in Industrieanlagen. Bei der gasisolierten Schaltanlage sind alle hochspannungsführenden Teile innerhalb einer druckfesten Aluminium-Rohrkonstruktion untergebracht, die mit ungiftigem Schwefelhexafluorid (SF₆) als Lösch- und Isoliergas gefüllt ist. Mit dieser Technologie lassen sich sehr kompakte Anlagen bauen, die meist innerhalb von Gebäuden untergebracht sind.

Auch aufgrund ihrer Funktion im Netz können die Anlagen sehr unterschiedlich groß sein. An bedeutenden Netzknoten können bis zu etwa dreißig Hochspannungsleitungen der Spannungen 110 Kilovolt (kV), 220 kV und 380 kV in die Anlage einlaufen. Zur Verbindung der Hochspannungsebenen stehen hier die großen Kuppeltransformatoren. Kleine Umspannanlagen können auch nur an eine einzelne Leitung angeschlossen sein, die über einen Transformator mit einem unterlagerten Mittelspannungsnetz verbunden ist.

Die von Hochspannungsleitungen kommenden Leiterseile werden in der Anlage an Gerüsten abgespannt. Über Sammelschienen können die einzelnen Leitungen miteinander verbunden werden.Statt der Leiterseile werden heute in Umspannanlagen auch Aluminiumrohre als Leiter verwendet. Trennschalter ermöglichen sowohl die Trennung der Leitung von der Umspannanlage als auch die einzelnen Schaltungsvarianten. Sie dürfen nur leistungslos geschaltet werden.

Um die Leitungen jederzeit auch unter maximaler Strombelastung aus- und einschalten zu können, werden Leistungsschalter eingesetzt. Die Messung der Hochspannung bzw. des Stromes erfolgt in den Messwandlern. Überspannungsableiter schützen die Anlage vor eventuell auftretenden Spannungsspitzen, beispielsweise auch bei Blitzschlägen. Im Transformator wird die Spannung, die von der Hochspannungsleitung geliefert wird, auf eine andere Spannungsebene transformiert.