Umspannwerke: Wichtige Knoten im Netz

Spannungsebenen, Blindleistung, Kompensationsdrosselspule und Kompensationskondensator, STATCOM sowie Isoliergase. Das sind nur eine Handvoll Fachbegriffe, die notwendig sind, um einen kontinuierlichen Stromtransport bis zur Steckdose zu erklären.

Strom aus dem Übertragungsnetz durchläuft vier Spannungsebenen vom Erzeuger zum Verbraucher. Das Höchstspannungsnetz mit 380 und 220 Kilovolt verteilt den Strom aus Großkraftwerken landesweit und ermöglicht internationalen Stromaustausch. Überregionale Verteilernetze mit 110 Kilovolt führen ihn zu regionalen Verteilernetzen mit 20 Kilovolt und schließlich zu örtlichen Netzen mit 0,4 Kilovolt.

Umspannwerke übertragen den Strom zwischen diesen Ebenen und dienen als zentrale Knotenpunkte im Netz, vergleichbar mit Auf- und Abfahrten im Stromtransport. Zurzeit betreibt TransnetBW rund 50 Umspannwerke in Baden-Württemberg.

Die Spannung halten

Umspannwerke regulieren neben dem Wechsel von Spannungsebenen auch die Netzspannung. Beim Transport von Wechselstrom entstehen permanent magnetische und elektrische Felder, für die die sogenannte Blindleistung etwa 50-mal pro Sekunde ein Feld erzeugt. So kann die Spannung im Übertragungsnetz je nach Bedarf angehoben – durch Kompensationsdrosselspulen – oder abgesenkt werden – durch Kompensationskondensatoren.

Bisher übernahmen vor allem Kraftwerksgeneratoren diese Aufgaben. Mit dem Fortschreiten der Energiewende setzt TransnetBW verstärkt auf eigene Anlagen und innovative Technologien zur Blindleistungsbereitstellung. Dazu gehören STATCOM-(Static Synchronous Compensator)-Anlagen, die je nach Netzsituation Spannung generieren und Blindleistung liefern, um die Netzspannung bedarfsgerecht zu regulieren. Diese dynamische Blindleistungsbereitstellung stabilisiert Spannungsschwankungen im Netz und sichert dessen Stabilität. TransnetBW plant unter anderem am Umspannwerk Wendlingen die Weiterentwicklung der STATCOM-Technologie, um rasch auf Netzschwankungen zu reagieren und Netze ohne herkömmliche Kraftwerke betreiben zu können.

Isolierung auf der Suche nach der optimalen Lösung

In einigen Umspannwerken setzt TransnetBW auf gasisolierte Schaltanlagen (GIS) anstelle der sonst üblichen Freiluftschaltanlagen (AIS). Die Gasisolierung erfüllt die gleiche Funktion wie die Freiluftschaltanlage: Sie schützt vor schädlichen Lichtbögen, die solche Anlagen beschädigen können. Schaltanlagen ermöglichen das An- und Abschalten von Leitungen und benötigen entsprechend viel Platz in Umspannwerken. Die Gasisolierung reduziert diesen Platzbedarf erheblich. TransnetBW sucht jedoch seit einigen Jahren aktiv nach alternativen und klimafreundlicheren Lösungen als dem aktuell eingesetzten SF6-Gas.

Der Plan bis 2045

Mit Blick auf den Netzentwicklungsplan 2037/2045 für ein klimaneutrales Netz und den damit verbundenen Netzausbau gewinnt die Notwendigkeit von Umspannwerken deutlich an Bedeutung. Kurz gesagt: Es wird mehr Vernetzung, also auch mehr Knoten benötigt. Allein für die Regelzone der TransnetBW wurden 28 neue Standorte für Umspannwerke sowie 35 Erweiterungen an bestehenden Standorten bis 2045 identifiziert. Im Rahmen einer gemeinsamen Zielnetzplanung mit den Verteilnetzbetreibern aus der eigenen Regelzone werden diese gemeinsam kontinuierlich bearbeitet. Einige Projekte sind bereits seit längerem in der Konzeption oder werden bereits umgesetzt, der Großteil jedoch nicht. Es bleibt also auch in Zukunft spannend.