Klassifizierung von Umspannwerken

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1 1. Allgemeine Klassifizierung von Umspannwerken

2 2. Begriffsdefinitionen in der nationalen Norm GB50053-94

3 3. Sonstige nationale Standardbegriffe

4 Beispielanalyse: Ländliches, mastmontiertes Umspannwerk

1. Allgemeine Klassifizierung von Umspannwerken

Dieser Abschnitt unterteilt Umspannwerke anhand von vier Kerndimensionen, die ihre funktionale Positionierung, ihren Managementmodus, ihre Strukturform und ihren geografischen Standort umfassen.

Klassifizierungsgrundlage	Spezifische Typen & Kurze Erläuterung
Funktion	- AufwärtstransformatorHauptsächlich verwendet in Kraftwerken, um die von Generatoren erzeugte Niederspannung auf Hochspannung für die Fernübertragung zu transformieren. - Abwärtsumspannwerk: Reduziert die Hochspannung aus dem Stromnetz auf Mittel-/Niederspannung für den Endverbrauch (die gebräuchlichste Art der Stromversorgung in städtischen und ländlichen Gebieten). - Hub-Umspannwerk: Befindet sich am Schnittpunkt von Stromnetzen und übernimmt den Stromaustausch und die Stromverteilung zwischen mehreren Netzsegmenten. - Umspannwerk: Das letzte Umspannwerk in der Stromversorgungskette, das die Endverbraucher direkt mit Strom versorgt, ohne dass eine weitere Spannungswandlung erforderlich ist.
Führungsstil	- Bemanntes UmspannwerkAusgestattet mit Betriebs- und Wartungspersonal vor Ort für die 24-Stunden-Überwachung und -Verwaltung, wird es hauptsächlich in großen oder wichtigen Umspannwerken eingesetzt. - Unbemanntes UmspannwerkErmöglicht Fernüberwachung und -steuerung durch intelligente Systeme ohne Personal vor Ort und wird häufig in mittelgroßen und kleinen Verteilungsstationen eingesetzt.
Innen-/Außenstruktur	- Freiluft-UmspannwerkDie meisten primären Betriebsmittel (Transformatoren, Schalter) werden im Freien installiert und eignen sich für Bereiche mit ausreichend Platz und milden Umgebungsbedingungen. - InnenstationDie gesamte oder ein Großteil der Ausrüstung wird in Innenräumen aufgestellt, die für dicht besiedelte städtische Gebiete, raue Klimazonen (kalt, feucht) oder Orte mit hohen Sicherheitsanforderungen geeignet sind.
Geografische Bedingungen	- oberirdisches Umspannwerk: Auf der Erdoberfläche errichtet, die gebräuchlichste Bauform. - Unterirdisches Umspannwerk: Unterirdisch errichtet (z. B. in Kellern von Gebäuden), hauptsächlich in städtischen Innenstädten mit begrenzten Landressourcen eingesetzt.

2. Begriffsdefinitionen in der nationalen Norm GB50053-94

Dieser Standard konzentriert sich auf die Definition von 10-kV- und Unterspannungs-Umspannwerke, hauptsächlich klassifiziert nach dem Aufstellungsort und der Umgebung des Transformators, und verdeutlicht die Eigenschaften verschiedener Umspannwerkstypen und zugehöriger Einrichtungen.

Kerndefinition von Umspannwerken mit 10 kV und darunter

SubstationEine Anlage, in der „Wechselstromquellen mit einer Spannung von 10 kV und darunter mittels Leistungstransformatoren umgewandelt werden, um elektrische Geräte mit Strom zu versorgen“ – dies ist der grundlegende Anwendungsbereich, der durch die Norm definiert wird.

Klassifizierung nach Aufstellungsort und Umgebung des Transformators

Freiluft-UmspannwerkDer Transformator steht direkt auf dem freien Boden, ohne jeglichen Schutz darüber.
Halb-im-Freien-UmspannwerkDer Transformator steht zwar noch im Freien, ist aber zum Schutz vor Sonne und Regen mit einem Dach oder Vordach versehen.
Angeschlossenes UmspannwerkEine oder mehrere Wände des Umspannwerks werden mit den Wänden angrenzender Gebäude geteilt; die Türen und Lüftungsfenster des Transformatorraums müssen nach außen geöffnet sein (und dürfen nicht mit dem Gebäudeinneren verbunden sein).
Umspannwerk in der Werkstatt: Befindet sich innerhalb der Industriehalle, wobei die Tür des Transformatorraums in die Halle hineinführt (zur direkten Stromversorgung der Werkstattausrüstung).
Unabhängiges UmspannwerkEin eigenständiges Gebäude, das mit keinem anderen Bauwerk verbunden ist.
Innenstation: Ein allgemeiner Begriff für angeschlossene Umspannwerke, unabhängige Umspannwerke und Umspannwerke in Werkstätten (alle verfügen über geschlossene Innenräume für Transformatoren).

Zugehörige unterstützende Einrichtungen

ÖllagertankEine Anlage zur Lagerung von Öl (z. B. Transformatorenöl); ihre Konstruktion gewährleistet, dass das Öl im Inneren nach dem Einfließen nicht durch brennbare Stoffe von außen entzündet wird.
Ölrückhalteanlagen: Einrichtungen, die dazu dienen, das Austreten und die Ausbreitung von brennendem Öl (z. B. bei einem Transformatorölaustritt und -brand) zu verhindern und so die Brandgefahr zu verringern.

3. Sonstige nationale Standardbegriffe

Neben GB50053-94 gibt es nationale Definitionen für andere gängige Umspannwerkstypen:

Umspannwerk: Ein separat errichtetes Umspannwerk am Eingang der Stromabnehmer. Der von ihm erzeugte Strom kann ohne weitere Transformation direkt an die Verbrauchergeräte geliefert werden; üblicherweise handelt es sich dabei um das letzte Umspannwerk, das 10 kV auf 380 V (zivile Niederspannung) heruntertransformiert.
Mastmontiertes Umspannwerk: Eine im Freien auf einem oder mehreren Strommasten installierte Umspannstation mit geringem Volumen und einfacher Installation, geeignet für ländliche oder kleinskalige Stromversorgungsszenarien.
Vorinstalliertes Umspannwerk (Kastenumspannwerk)Ein kompletter Satz von Ausrüstung, der im Werk vormontiert und typgeprüft ist und üblicherweise Hochspannungsverteiler, Transformatoren und Niederspannungsverteiler in einem oder mehreren Gehäusen integriert. Er wird auch kurz als „Gehäusewechsel“ bezeichnet und zeichnet sich durch schnelle Installation und flexible Anordnung aus.

Beispielanalyse: Ländliches, mastmontiertes Umspannwerk

Wie bereits erwähnt, weisen die in ländlichen Gebieten mit zwei Masten errichteten kleinen Umspannwerke mehrere Überschneidungen in ihren Eigenschaften auf:

Es ist eine Freiluft-Umspannwerk (Transformator auf freiem Gelände) und ein Mastmontiertes Umspannwerk (an Masten montiert).
Es ist auch ein Umspannwerk (transformiert 10 kV auf 380 V/220 V herunter und versorgt die Landbevölkerung direkt mit Strom ohne weitere Transformation).