Da dieses Topic auf so unerwartet hohes Interesse gestossen ist, gehe ich jetzt im Stromversorgungssystem noch mal eine Stufe höher und bringe Fotos aus einer Umspannanlage 110/20 kV:
^^ Umspanner (Transformator) 110/20 kV; hier 110-kV-Durchführungen und Öl-Ausgleichsbehälter zu sehen. Leistung Smax = 40 MVA (ca. 52.000 PS)
So ein Koloss wiegt mehr als 60 Tonnen. Dies teilt sich etwa folgendermassen auf: Eisenkern und Kupferspulen 30 t, Öl 15 t, Gehäuse, etc. 15 t. Preis etwa 350.000 EUR / 540.000 CHF.
^^ Das Gerät von hinten mit den 20-kV-Steckeranschlüssen
^^ 110-kV-Leistungsschalter (stehen vor jedem Umspanner und Leitungsabgang). Der Leistungsschalter ist der Schalter mit dem bei vorhandenem Stromfluss ausgeschaltet wird. Er kann auch Kurzschlussströme ausschalten und kostet einen 6-stelligen Euro-Betrag. Billigere Schalter (Lasttrenner, Trenner) können keine Kurzschlussströme schalten; sie würden beim Ausschalten so hoher Ströme schlichtweg abfackeln. Wie schafft es der Leistungsschalter? Der Schaltstift im Inneren schaltet mit extrem hoher Geschwindigkeit und befindet sich in einem „Löschmedium“ aus Öl oder SF6-Gas. Dies löscht in Kombination sofort den unweigerlich auftretenden Lichtbogen.
Das Ausschalten eines Kurzschlusses geschieht folgendermassen: Sog. Messwandler (kleine Transformatoren – Bild kommt noch) geben eine kleine Spannungen und Stromstärken, die linear zu den Werten des Haupt-Stromkreis sind, an eine Elektronik, welche den Verlauf analysiert und ggf. einen Ausschaltbefehl an den Antrieb des Leistungsschalters sendet. Diese Steuerspannung kommt aus Batterien, denn was nützt eine elektrische Steuerung wenn der Strom weg ist?
^^ Sammelschienentrennschalter im offenen Zustand
^^ Sammelschienentrennschalter im geschlossenen Zustand. Diese Trenner dürfen nicht betätigt werden, wenn Strom fliesst. Das heißt, vorher muss der in Reihe liegende Leistungsschalter ausgeschaltet werden. Warum braucht man dann überhaupt die Trenner? Ganz einfach: Aus Gründen des Arbeitsschutzes. Den Trennern sieh man an wenn sie ausgeschaltet sind (s. Bild). Beim vollständig gekapselten Leistungsschalter sieht man das nicht. Die Unfallverhütungsvorschriften fordern eine „sichtbare Trennstelle“.
^^ Die vorher genannten Messwandler. Sie dienen der Meldung von Betriebsströmen, aber auch der Verrechnung von Energiemengen und Leistungen falls sich an dieser Stelle ein Übergabepunkt zwischen verschiedenen Netzbetreibern befindet. Die Signale werden dann auf einen (fast) normalen Zähler geleitet, dessen Ergebnis dann wieder um den Wandler-Faktor hochgerechnet wird.
^^Die 20-kV-Erdschlusslöschspule (auch Petersen-Spule genannt). Sie hat folgenden Zweck: Im 20-kV-Netz gibt es keine Erdung und keinen Nullleiter. Das bedeutet: Auch wenn eine Phase Erdberührung bekommt, wird die Stromversorgung nicht unterbrochen. diese Phase nimmt dann nur die Spannung 0V an, die Spannung der beiden anderen Phase steigt entsprechen. man spricht von Verschiebung des Spannungsdreiecks (s. Mathematik – komplexe Zahlenebene). Bei dieser Spannungsverschiebung fliessen Ausgleichsströme auf Grund der im Netz vorhandenen Kapazität (Kabel wirken mit ihrem Aufbau aus Leiter – Isolierung – Schirmung wie zusammengerollte Kondensatoren). Diese Kapazität der Leitungen wird durch diese Spulen mit ihrer fetten Induktivität kompensiert. Die Ausgleichsströme werden minimiert. Ansonsten könnten gefährliche Berührungsspannungen entstehen.
^^ Blick in den 20-kV-Schaltanlagenraum
^^ Bedienfeld der 20-kV-Leistungsschalter in den Kabelabgängen sowie Sammelschienentrenner oben. Prinzip Leistungsschalter – Trenner wie bei 110 kV. Die Bedienung erfolgt hier nur im Not-Not-Fall. Normalerweise gibt’s Fernsteuerung, im Notfall Steuerung von der Steuertafel (Mosaik) im Nebenraum und dann erst Steuerung am Gerät.
Diese Anlage ist bei uns ein Oldtimer: Eine der letzten beiden alten, offenen 20-kV-Anlagen (von insgesamt 100).
Vor wenigen Wochen haben wir entschieden, dass wir die Anlage in 2005 platt machen und eine neue bauen. Grund: Es gibt bereits Teilentladungen und Trenner, die nicht mehr zu schalten sind. Zum Glück gibt’s bei uns keine Spinner in irgendeinem Forum, die gegen diese Aktion Amok laufen :lol:.
Aber selbst da hätte ich eine Beruhigung: Wir sind gerade dabei, ein Technik-Museum aufzubauen. Dort rekonstruieren unsere Pensionäre so Zeugs und stellen es schön hin. Wir bauen auch gerade ein altes Wasserkraftwerk mit Francis-Turbine auf. Ich habs fotografiert und stelle demnächst hier die Bilder rein.
^^ Dasselbe von hinten; hier sieht man den Leistungsschalter. Wenn ich hier vor dem Gitter stehe, wird mir’s ehrlich gesagt immer ein bisschen mulmig, denn wenn’s hier ein Lichtbogen gibt – dann gute Nacht.
^^ Dieses Bild ist aus einer neueren Anlage. So sieht so eine 20-kV-Schaltanlage heutzutage aus. Alles ist fabrikfertig und blechgekapselt.
^^ Die alte regionale Netzsteuerstelle in der alten Umspannanlage (Mosaik). Heute ist nur noch für mittlere Teil mit der eigentlichen Umspannanlage als Notsteuerstelle in Betrieb. Das Ding wird eigentlich immer von der zentralen Leitstelle ferngesteuert. In unseren neuen und erneuerten Umspannanlagen gibt es anstelle dieser Schalttafeln nur noch einen PC für die Nahsteuerung.
^^ Die Steuereinrichtung dieser Anlage auf dem Mosaik.
Wie gesagt: Bilder vom Museum habe ich gemacht – kommen demnächst.
