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Wie funktioniert ein Umspannwerk?

Ormazabal Digital Transformation Center

Ormazabal Digital Transformation Center

Das Transformationszentrum ist ein Element, das trotz unserer Unwissenheit für die Funktion des Stromnetzes wie ein Schweizer Uhrwerk unerlässlich ist.

Jeder ist schon einmal, ohne es zu wissen – oder vielleicht doch – an einem elektrischen Transformationszentrum vorbei oder gegangen. Ob beim Spaziergang durch die Stadt oder auf dem Land, diese Schlüsselelemente unseres täglichen Lebens sind seltsame, alltägliche Gegenstände, die wir selten verstehen oder identifizieren, es sei denn, wir haben einen Freund, der Elektriker ist, oder einen Artikel darüber gelesen, wie Energie in unsere Häuser gelangt. Die Wahrheit ist, dass nur sehr wenige Menschen die wahre Bedeutung dieser Umspannwerke kennen und wissen, wie sie es uns dank einer entscheidenden und innovativen technologischen Entwicklung ermöglichen, Energie in unseren Häusern, am Arbeitsplatz oder in verschiedenen öffentlichen Einrichtungen zu nutzen. Kurz gesagt, diese Unbekannten, deren Funktion wir heute enthüllen werden, sind eines jener alltäglichen Mysterien, die Menschen, die es gewohnt sind, Fragen zu stellen, so faszinieren. Sind Sie neugierig? Dann legen wir los.

Gehen wir Schritt für Schritt vor. Das Wichtigste ist vielleicht, ganz kurz zu erklären, wie das Stromnetz funktioniert. Wir Verbraucher sind Teil einer langen Kette, in der die kontinuierliche Verfügbarkeit von Energie, die Sicherheit der Infrastruktur und ihre Kommunikation untereinander absolut notwendig sind. Das Stromnetz ist eine Art Spinnennetz aus verschiedenen Elementen wie Kabeln, Schaltanlagen, Masten, Türmen, Umspannwerken usw.

 

Kurz gesagt und damit wir uns verstehen: Energie stammt aus verschiedenen Quellen der Stromerzeugung, die in zwei große Gruppen eingeteilt werden können: traditionell und erneuerbar.

Erstere sind weit von uns entfernt – denken Sie an ein Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk am Stadtrand –, daher muss der Strom effizient in die Stadtzentren transportiert werden: Dabei wird die Energie auf Hochspannung gebracht. Diese Energie wird über Kabel an Hochspannungsmasten zu einem Umspannwerk transportiert, wo ihre Spannung von Hoch- auf Mittelspannung reduziert wird. Dadurch werden Risiken reduziert und die Energie ist bereit für die Verteilung an die Verbrauchsstellen.

Im Gegensatz dazu durchläuft Energie aus erneuerbaren Energien einen ganz anderen Weg; Sie wird mit Mittelspannung direkt zu Umspannwerken in der Nähe unserer Städte transportiert. Darüber hinaus wird diese Energie oft in den Gebäuden selbst erzeugt und mit Systemen wie Photovoltaikmodulen ausgestattet, sodass sie direkt in die Stromversorgungssysteme der Gebäude einspeist wird.

Das ist alles schön und gut, aber wann kommen die berühmten Umspannwerke ins Spiel? Nun, sie würden als große Energieregler und -verteiler im riesigen Gewirr des Stromnetzes fungieren. Im Fußball gesprochen wären Umspannwerke die kreativen Mittelfeldspieler, entscheidend für die intelligente Verteilung des Spiels und die ständige Abwägung, wohin der Ball gepasst werden muss. In den Ausgängen der Umspannwerke zu unseren Stromnetzen gelegen, verteilen Umspannwerke (TCs) – so ihre Abkürzung – elektrische Energie an die Verbrauchsgebiete dank hochentwickelter Netzschutz- und Automatisierungssysteme, wie sie beispielsweise von Ormazabal, einem führenden Unternehmen der Branche, implementiert wurden. So verwandelt sich das Netz rund um die Verbrauchspunkte dank der CTs in verbundenen Ringen.

All dies ermöglicht miteinander es, die Versorgung, die rationelle Nutzung der Ressourcen und die Sicherheit des Stromverbrauchsumfelds gewährleistet und eine effiziente, sichere und nachhaltige Stromverteilung zu erreichen, die in der Lage ist, den unterschiedlichen Energiebedarf zu decken und sich an ihn anzupassen. Ohne unsere seltsamen Freunde hätten wir ein großes Problem, da uns der Strom ausgehen würde. So wichtig sind sie. Und es gibt in Wohngebieten, Einkaufszentren, Fabriken, Krankenhäusern, an Eisenbahnlinien, Autobahnen, Ladestationen für Elektroautos usw. vorhanden, eine sehr lange und endlose Liste usw.

Nun, da wir wissen, was ihre Aufgabe ist, müssen wir nur noch wissen, woraus sie bestehen und wie sie funktionieren.

Woraus besteht ein Transformatorzentrum, welche Arten gibt es und wie funktioniert es?

Ein Transformatorzentrum besteht aus fünf Hauptelementen:

  • Hülle: Dies ist die Abdeckung des Zentrums. Es gibt vorgefertigte beton-, blech- oder sogar ziegelbasierte Abdeckungen für Tiefbauarbeiten.

Die Betonhüllen isolieren und schützen die kritischen Elemente des Transformationszentrums.

 

  • Transformator: Er ist das Hauptelement des Stromwandlers und ein elektrisches Element, mit dem die Spannung eines Stromkreises für die anschließende Verteilung erhöht oder verringert werden kann.

Transformatoren ohne für das Funktionieren des Stromnetzes unerlässlich

 

  • Zelle: Dieses Element – ​​​​​​​das den Hauptteil der Komplexität und technologischen Entwicklung des Zentrums ausmacht – wird je nach Typ für verschiedene Funktionen verwendet. Es handelt sich jedoch um einen großen Schalter, der den Stromfluss unterbricht oder zulässt. Um dies zu erreichen, ist die stattgefundene technologische Entwicklung von entscheidender Bedeutung. So konnte eine Lösung gefunden werden, die den Betrieb des Netzes mit mittleren Spannungswerten und absolute Sicherheit für den Betreiber und das Netz unter widrigsten Bedingungen ermöglicht.

    Ormazabal CGMCOSMOS 2LV-Zelle

     

  • Schutzrelais: In Verbindung mit diesem Schalter oder dieser Zelle werden intelligente Schutz-, Mess- und Steuerelemente implementiert. Sie ermöglichen Stromversorgern, Privat- und Industriekunden eine kontinuierliche Überwachung der Strom- und Spannungswerte, der Fehlerhistorie und bei Bedarf einen Fernbetrieb des Netzwerks. Eine echte Revolution.

    Die Relais sind in den Zellenbetrieb integriert.

     

  • Niederspannungsschalttafel: Dieses Element verteilt und schützt die Energie in unseren Haushalten. Durch die Umwandlung (Verringerung) der Spannung im Transformator erhöht sich der Strom, und dieses Element ermöglicht die Verteilung und Sicherung dieses Stroms auf eine bestimmte Anzahl von Steckdosen, die dann an unsere Haushalte weitergeleitet werden.

 

Wie bei anderen Aspekten werden auch Umspannwerke je nach Verwendungszweck in verschiedene Kategorien eingeteilt. Sie sind wahrscheinlich schon einmal durch einen Park spaziert und haben ovale Lüftungsöffnungen aus dem Gras gesehen. Oder vielleicht sind Ihnen am Rande eines Industriegebiets Betonblöcke mit Metalltüren, verschiedene elektrische Schilder und das unverwechselbare Qualitätssiegel der Marke Ormazabal aufgefallen. Dabei handelt es sich um Umspannwerke, und sie sind zwei klare Beispiele für einige der Typen, die je nach Standort existieren. Schauen wir sie uns einzeln an:

Infografik eines Standard-Umspannwerks und Elemente seiner

  • Umspannwerk mit vorgefertigter Hülle: Vielleicht der häufigste Typ und bei genauerem Hinsehen am leichtesten zu erkennen. Es handelt sich um Betonblöcke unterschiedlicher Größe, die zwischen drei und acht Metern lang sein können und über Metalltüren zugänglich sind. Als Ormazabal sie auf den Markt brachte, waren sie eine echte Revolution, da es ihnen gelang, die Installationszeiten von einem Monat auf nur wenige Tage zu reduzieren. Manchmal und mit der Absicht, ihre Struktur als große Leinwand zu nutzen, werden sie mit repräsentativen Zeichnungen des Ortes, an dem sie sich befinden, individuell gestaltet. Auch wenn man es nicht bemerkt, vergeht kein Tag, an dem man nicht an einem von ihnen vorbeigeht.
Kunst- und Transformationszentren

Ein Transformationszentrum kann auch ein künstlerisches Wandgemälde sein (Foto von Óscar Daniel López)

  • Unterirdische CT: Diese Kunst von Zentren sind versteckt, um mit städtischen Räumen zu koexistieren, entweder durch Fußgängerverkehr,Fahrzeuge oder aus ästhetischen Gründen. Sie sind an ihren Lüftungsöffnungen erkennbar – manche würden sie fälschlicherweise als Schornsteine ​​bezeichnen – und durch eine Falltür an der Oberseite zugänglich. Einige Modelle, wie die von Ormazabal entwickelten, sind überflutbar, um die Sicherheit des Netzwerks und seines Dienstes auch bei widrigsten Regenbedingungen zu gewährleisten.
Infografik des Innenraums eines unterirdischen Transformationszentrums der Marke Ormazabal

Infografik des Innenraums eines unterirdischen Transformationszentrums der Marke Ormazabal Ormazabal

 

  • Halbvergrabenes CT: Dies ist eine Lösung, bei der ein erheblicher Teil seiner Struktur, um weiterhin den Zugang durch zwei kleinere Türen zu ermöglichen. Diese Kunst von Zentrum ist in städtischen Gebieten relativ häufig zu sehen.
Dies ist ein halbvergrabenes Transformationszentrum

Dies ist ein halbvergrabenes Transformationszentrum

 

  • CT in einem Hochbaugebäude: Ob im Erdgeschoss eines Gebäudes und durch eine Hinterlüftete Metallfassade von der öffentlichen Straße getrennt oder innerhalb eines gemauerten Hochbaus, diese Art von CT war bis zur Einführung der Umschläge die traditionellste vorgefertigt.

 

  • Stromwandler für den Außenbereich: Sie sind in ländlichen Gebieten gut zu erkennen und befinden sich auf einem Hochspannungsmast. Wenn dies genutzt werden soll und den Witterungsbedingungen ausgesetzt sind, wird dieser Typ nicht für Leistungen über 160 kVA verwendet.

 

Die Verbindungen dieser Zentren, die wir innerhalb von Städten sehen, sind unterirdisch (die Verbindung zum Netz). Nur in den Bereichen der Hochspannungsmasten außerhalb von Stadtzentren sind Bereiche angeschlossen.

Wie funktioniert jeder Stromwandler im Detail?

Nachdem wir nun Experten für die Komponenten eines Transformationszentrums und seine Typologie sind, bleibt das offene Theme: zu wissen, wie die Zentren funktionieren.

Wenn die Energie über das Stromnetz bei den Transformationszentren ankommt, wird sie über die Mittelspannungszellen – die Schalter – verteilt. Normalerweise besteht die gängigste Konfiguration von Elektrizitätswerken aus einem Eingangs- und Ausgangsring sowie einer Schutzzelle, die jeden Transformator im Faille eines Problems, beispielsweise einer Netzüberlastung, schützt.

Der Transformator ist dafür verantwortlich, den Spannungswert zu reduzieren, den Stromwert an seinem Ausgang zu erhöhen und eine große Strommenge zu erzeugen, die anschließend über das Niederspannungsfeld auf mehrere Ausgänge verteilt wird.

Sobald das Transformatorzentrum den Strom an den idealen Wert für den Verbrauch in unserem Haushalt angepasst hat, wird die Energie an unsere Steckdosen geleitet, sodass alles ordnungsgemäß funktioniert.

Aus diesem Grund ist jedes Transformatorzentrum für den Schutz und die Sicherheit der Stromversorgung von entscheidender Bedeutung.