Die elektrischen Verteilnetze sind ein wichtiger Schauplatz der Energiewende. Wurde in der Energiewelt von gestern der meiste elektrische Strom in großen Kraftwerken erzeugt und direkt in das Höchstspannungsnetz (220.000 bis 380.000 Volt) eingespeist, so erfolgt die Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien dezentral in kleineren Anlagen und die Einspeisung auf niedrigeren Spannungsebenen. Das stellt neue Anforderungen an die Netzbetreiber und ihre Anlagen.
Im neuen Umspannwerk in Burladingen wird der Strom aus dem überregionalen Hochspannungsnetz auf die Spannung für das regionale Mittelspannungsnetz transformiert. Über die Mittelspannungsebene können künftig größere EEG-Einspeiser direkt ins Stromnetz eingebunden werden. Kernstück des neuen Knotenpunktes im Stromnetz werden zwei ca. 70 Tonnen schwere 110.000/20.000-Volt-Transformatoren mit einer Leistung von je 40 Megavoltampere (MVA) sein. Für einen höheren zukünftigen Leistungsbedarf ist der Platz für einen weiteren Trafo inklusive Nebeneinrichtungen vorgesehen.
Zahlen, Daten und Fakten zum Umspannwerk Burladingen
Schaltanlagen ohne Schwefelhexaflourid (SF6)
Im Freien errichtete Umspannwerke erfordern sehr viel Platz. Der Grund dafür ist einfachste Physik. Alle Leitungen und technischen Anlagen müssen voneinander isoliert sein. Und als Isolator taugt die Umgebungsluft nicht besonders gut – daher müssen die einzelnen Betriebsmittel in großen Abständen voneinander gebaut werden. Seit etwa 50 Jahren begegnen Netzbetreiber und Anlagenbauer diesem Erfordernis mit einer speziellen Technik: den gasisolierten Schaltanlagen (GIS). Bei diesen sind die Schaltelemente in Gehäusen eingekapselt und darin von einem gut isolierenden Gas umgeben. Damit kann der Flächenbedarf drastisch gesenkt werden: Ein herkömmliches Umspannwerk von der Größe eines Fußballfeldes könnte auf die Fläche eines Tennisplatzes schrumpfen0Quelle: https://new.abb.com. Als Isoliergas in GIS hat sich aufgrund seiner geringen Stromleitfähigkeit Schwefelhexafluorid (SF6) bewährt. Doch dessen positiven physikalischen Eigenschaften steht ein gravierende Nachteil gegenüber: SF6 ist ein sehr potentes Treibhausgas.
Als Isolationsgas in der Anlage in Burladingen wird deshalb eine Mischung aus Sauer- und Stickstoff (synthetische Luft) eingesetzt.Marcel Engel, Konzernexperte Netzentwicklung der Netze BW erklärt: „Wir glauben an eine SF6-freie Schaltanlagentechnik. Das Umspannwerk Burladingen wird das letzte Puzzlestück sein; dann haben wir für alle Anwendungsfälle von SF6 auch Alternativen im Betrieb.“0Quelle: https://www.siemens-energy.com Eine weitere Innovation wird der Einsatz von Vakuum-Leistungsschaltern auf beiden Spannungsebenen sein. Was im Bereich der Mittelspannung bereits Standard ist, ist für die Hochspannungseben (110.000 Volt) eine technische Pionierleistung des Anlagenherstellers Siemens Energy. Marcel Engel betont die Intensität der Zusammenarbeit beider Unternehmen: „Es ist nicht so, dass der Netzbetreiber der Auftraggeber und der Anlagenbauer der Dienstleister und Lieferant ist. Wir gehen den Weg zum Umspannwerk der Zukunft gemeinsam, entwickeln partnerschaftlich die Technik und lernen in diesem Prozess sehr viel von- und miteinander.“
Nachhaltig digitalisiert
Eine weitere Dimension der Innovation ist die vollständige Digitalisierung des neuen Umspannwerks. Marcel Engel beschreibt das Grundprinzip: „Wir setzen Kleinsignalmesswandler, auch LPIT genannt, innerhalb der Gasraumschottung ein. Wurden früher Daten und Befehle über eine Vielzahl von Kupferkabeln übermittelt, so kommen heute Glasfasertechnik und ein einheitlicher Prozessbus zum Einsatz, über den alle Geräte auf die verfügbaren Daten in Echtzeit zugreifen können. Dies ist für uns ein mutiger Schritt, weil wir alle Schutzfunktionen ausschließlich über diese digitale Technik realisieren. Das ist meines Erachtens einmalig in Deutschland.“ Ein positiver Nebeneffekt: Durch die Glasfasertechnik werden 750 Kilo Kupfer eingespart.
Darüber hinaus messen überall in der Anlage kompakte Sensoren eine Vielzahl von Parametern wie etwa Temperaturen, Drücke oder Ölstände in den Transformatoren und Schaltanlagen. Die ermittelten Daten erzeugen in der Cloud gewissermaßen einen digitalen Zwilling. Für diese Technik gibt es derzeit noch keine konkreten Anwendungsfälle. Doch Marcel Engel erwartet aufschlussreiche Erkenntnisse aus der Analyse der vielen Messwerte für Netze BW und Siemens Energy: „Das ist ein bisschen wie bei der Frage nach der Henne und dem Ei. Die Entwickler wollen Daten für Applikationen und wir Netzbetreiber wollen Applikationen für Daten. Mit Burladingen durchbrechen wir das und werden wertvolle Einblicke in Betriebszustände und Verhalten des Umspannwerks und seinen Betriebsmitteln gewinnen.“ Zusammenfassend bringt er den Innovationsgehalt der neuen Anlage auf den Punkt: „Burladingen wird das erste Umspannwerk weltweit sein, das Ökoeffizienz und Digitalisierung in diesem Umfang anbietet und vereint."
Das Hochspannungsnetz der Netze BW
Das Hochspannungsnetz (110.000-Volt) der Netze BW verbindet insgesamt 280 Umspannwerke, in denen der Strom auf Mittelspannung transformiert wird. Die Mittelspannungsleitungen bilden das Rückgrat der lokalen Stromversorgung. In etwa 25.000 Umspannstationen im Versorgungsgebiet wird der Strom von 10.000 Volt, 20.000 Volt oder 30.000 Volt auf die Ortsnetz- oder Niederspannung von 400 Volt transformiert. Von diesen Stationen führen die Leitungen schließlich zu den Anschlüssen in Haushalten und Betrieben.
+++ Eine Information des Netzbetreibers Netze BW +++