Struktur und Komponenten elektrischer Stromnetze

Struktur der Stromnetze

Die elektrische Energieversorgung gliedert sich in verschiedene funktionale Bereiche:

• Produktions-Subsystem: Umfasst alle elektrischen Kraftwerke, die Strom erzeugen.
• Subsystem Transport: Verbindet Kraftwerke über Umspannwerke und Hochspannungsleitungen (MAT/AT) mit dem Verteilnetz.
• Subsystem Distribution: Bestehend aus Primär-Verteilungsnetzen (BT: 230/400V, MT: 20kV, AT: 30/66kV, MAT: 132/420kV).
• Mains: Alle Elemente und Leiter für den Anschluss von Erzeugungsanlagen an Vertragskunden über Trafostationen.
• Substation: Umspannwerk zur Reduzierung der Ausgangsspannung.
• Verteilzentrum: Ein Knotenpunkt, der Energie von einer oder mehreren AT-Leitungen an andere Leitungen gleicher Spannung weiterleitet.

Netztopologien

• Lineares Netz: AT-Verteilung mit maximal 10 Verteilzentren.
• Ringnetz: Die Leitung schließt sich selbst, mit bis zu 9 Verteilzentren.
• Mehrfach-Ringnetz: Kombination aus mehreren Ring-Netzwerken.
• Normales Spindelnetz: Bis zu 6 Leitungen in der AT-Verteilung, die ein Umspannwerk mit einem Verteilzentrum verbinden.
• Mehrfach-Spindelnetz: Besteht aus zwei oder mehr Spindeln, die an ein Umspannwerk und ein Reflexionszentrum angeschlossen sind.
• Gestütztes Spindelnetz: Komplexe Netzwerke mit bis zu 6 AT-Leitungen, die an zwei oder mehr Verteilzentren angeschlossen sind.

Technische Begriffe der Freileitungstechnik

• Reflexionszentrum: Sicherstellung der Energieversorgung durch AT-Leitungen aus einem Umspannwerk oder Verteilzentrum.
• Freileitung: Kabelset, das oberirdisch montiert ist.
• Spannfeld (Vano): Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stützen.
• Durchhang (Pfeil): Maximaler Abstand zwischen der Geraden der Stützen und dem tiefsten Punkt des Leiters.

Stützstrukturen und Masten

Support-Typen

• Tragmast: Trägt nur die Leiter und Erdseile.
• Winkelmast: Unterstützt Leiter an Ecken, um Richtungsänderungen zu ermöglichen.
• Abspannmast: Bietet feste Punkte in der Linie, um die Ausbreitung von Längsspannungen zu begrenzen.
• Endmast: Muss in Längsrichtung der Linie allen Kräften der Leiter und Erdseile standhalten.
• Spezialmasten: Für Kreuzungen, Straßenüberquerungen oder Telekommunikationsleitungen.

Konstruktion und Fundamente

Die Belastungen umfassen vertikale Lasten und Längskräfte.

• Gittermasten: Bestehen aus Kopf-, Zwischen- und Ankerabschnitten.
• Fundamente: Aus Stahlbeton, mit Schutzmaßnahmen bei aggressiven Böden.
• Sicherheit: Die Fundamente werden mit einem Sicherheitskoeffizienten von 1,5 geprüft.