Grundlagen der Hochspannung und Stromverteilung

Hochspannungstransport und Anlagenplanung

Um Verluste im Transportbereich zu reduzieren, wird die Spannung für den Transport auf höhere Werte von bis zu 400 kV transformiert. Dies beeinflusst die Auslegung der Anlage bei hohen Spannungen und senkt die Kosten für die Leitungen.

Typische Transportspannungen liegen bei 132 kV, 220 kV und 380 kV.

Definitionen von Spannungen

Hochspannung

Hochspannung ist ein Drehstrom mit einer effektiven Spannung zwischen den Phasen von 1 kV oder mehr, typischerweise bei 50 Hz.

Nennspannung

Die **Nennspannung** ist der normale Effektivwert der Spannung zwischen den Phasen, für den eine Leitung ausgelegt und im Betrieb genutzt wird.

Höhere Spannung (Überspannung)

Die **höhere Spannung** (oder Überspannung) ist die größere effektive Spannung zwischen den Phasen, die an einem Punkt aufgrund von Mängeln oder der Trennung großer Lasten auftreten kann.

Typische Hochspannungen

Im Hochspannungsbereich werden oft 30 kV, 45 kV und 66 kV verwendet.

Das Stromverteilungsnetz

Aufbau des Verteilungsnetzes

Das **Verteilungsnetz** beginnt und endet mit Transformatoren, die die Spannung von Hochspannungsleitungen reduzieren. Es umfasst alle Einrichtungen, die elektrische Energie zu den Verbraucherzentren leiten.

Funktion der Transformatorenstationen

Die Hauptfunktion einer **Transformatorenstation** ist die Reduzierung von Hoch- oder Mittelspannungsleitungen auf Niederspannungsleitungen.

Anwendungsfälle für Transformatorenstationen

Es gibt verschiedene Anwendungsfälle:

• **Fall A:** Direkte Versorgung bis 30 kV.
• **Fall B:** Ein Umspannwerk ist verfügbar und liefert eine Sekundärspannung von 30 kV oder weniger.
• **Fall C:** Versorgung mit mehr als 30 kV.
• **Fall D:** Eine Transformatorenstation liefert direkt Niederspannung (BT).

Begriffe im Verteilungsnetz

Umspannwerk

Ein **Umspannwerk** reduziert die Spannung von Verteilungsleitungen.

Verteilungszentrum

Ein **Verteilungszentrum** leitet die Energie an die Endverbraucher in Niederspannung (BT) weiter.

Netzwerktypen und -bestimmung

Kriterien zur Netzwerktyp-Bestimmung

Die Bestimmung des Netzwerktyps hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der allgemeinen Netzform, dem maximalen Potenzial, der elektrifizierten Fläche und dem Verhältnis von potenzieller Nachfrage zur Oberfläche.

Typen städtischer Netze

Städtische Netze können in verschiedene Typen unterteilt werden:

• Niederspannungsnetz (BT)
• Lineares Netz
• Ringnetz
• Mehrere Ringe
• Normales Spindelnetz
• Mehrere normale Spindelnetze
• Unterstütztes Spindelnetz

Beschreibung der Netztypen (Beispiele)

Jeder Netztyp kann unterschiedliche Versorgungsstrukturen aufweisen, z. B. einfache oder doppelte Einspeisung (Alimentation) oder Kombinationen davon.

Weitere wichtige Begriffe

Reflexionszentrum

Das **Reflexionszentrum** ist der Punkt, an dem der Stromkreis bei der Ankunft am Umspannwerk oder Distributionszentrum nahe Null ist.

Netzausbau

Der **Netzausbau** bezieht sich auf die Erweiterung, die zu einer Mittelspannungs-Transformatorenstation führt.

Sicherungsabschnitte

**Sicherungsabschnitte** dienen der mechanischen Begrenzung oder der Entnahme von Komponenten.

Platzierung von Sicherungen

Sicherungen werden typischerweise in der ersten Abzweigung einer Leitung zur Unterstützung platziert.

Luft- und Erdleitungen

Bei **Luft- und Erdleitungen** können Sicherungsabschnitte oder unipolare Abschnitte, drei Blitzableiter oder Überspannungsableiter, Umwandlungsklemmen für Freileitungen und Erdkabel sowie blanke oder isolierte Leiter zum Einsatz kommen.

Überspannungsableiter

**Überspannungsableiter** sind Geräte, die Erdströme ableiten, die durch Spannungsspitzen atmosphärischen Ursprungs verursacht werden.

Unterschied zwischen Lasttrennschaltern und Trennschaltern

Ein **Lasttrennschalter** kann den Stromkreis unter Last unterbrechen, während ein **Trennschalter** dies nur im Vakuum oder bei minimalem Strom tun kann.