Die Bedeutung von Umspannwerken

Unsere moderne Welt ist auf Leistung und Effektivität getrimmt. Dies betrifft nicht nur Sport oder das Berufsleben, sondern auch unser Stromnetz. Es wäre eine Verschwendung von Ressourcen und Geld, würde man nicht versuchen, elektrische Energie mit so wenig Verlusten wie nur möglich vom Kraftwerk zum Verbraucher zu bringen.

Die einfachste Möglichkeit, um Verluste bei der Energieübertragung zu minimieren, ist eine Erhöhung der elektrischen Spannung. Umso höher die Spannung in einer Stromleitung, umso weniger Verluste muss man verkraften. Doch hier trifft man auf ein Problem: Hochspannung ist schwer zu handhaben und gleichzeitig gefährlich. Haushaltsgeräte werden deshalb meist nur mit wenigen Volt an Spannung betrieben.

Um diesem Umstand gerecht zu werden, wurden Spannungsebenen in unserem Stromnetz eingeführt. Stromleitungen, die über weite Strecken verlaufen, werden mit hoher Spannung betrieben (Hochspannungsleitungen). Stromleitungen, die aber unmittelbar zu den einzelnen Haushalten führen, sind Niederspannungsleitungen. Um die Spannung nun von Hochspannung auf Niederspannung zu konvertieren, werden sogenannte Umspannwerke eingesetzt. Diese sind oft in unmittelbarer Nähe zu Städten oder Ortschaften angesiedelt. Damit werden Verluste so niedrig wie nötig gehalten.

Umspannwerke können je nach Auslegung eine Größe von bis zu mehreren Hektar haben. Dies ist nötig, da in ihnen mit hohen Spannungen gearbeitet wird. Luft dient in diesem Zusammenhang als natürliches und vor allem günstiges Isolationsmittel zwischen den einzelnen Bauteilen. Kleinere Umspannwerke können ebenfalls in Innenräumen, also überdacht, gebaut werden. Dies verlängert die Haltbarkeit, da Witterungseinflüsse wegfallen.

Im Herzen des Umspannwerkes befinden sich die Transformatoren. Transformatoren, auch Spannungswandler genannt, sind für die Konvertierung von Hoch- zu Niederspannung verantwortlich. Transformatoren befinden sich auch in unseren Netzgeräten von Handys oder Laptops., wo sie wenige Zentimeter groß sind. Die Transformatoren in Umspannwerken können jedoch so groß wie Pkws sein. Dies liegt an der hohen Spannung, die sie umwandeln müssen.

Um im Weiteren die Sicherheit und Stabilität des Stromnetzes zu gewähren, befinden sich in einem Umspannwerk außerdem noch weitere Komponenten. Dazu zählen beispielsweise Blitzableiter, Schalter oder auch Sicherungen.

Bild eines Umspannwerkes

Umspannwerke sind unverzichtbar in einem modernen und effektiven Stromnetz. Doch kein Fortschritt kommt ohne Nachteile. Dazu gehört beispielsweise die Geräuschbelastung, welche sich meist durch ein tiefes Brummen bemerkbar macht. Dieses Brummen entsteht hauptsächlich durch die im Transformator eingebauten Metallkerne. Diese werden durch den Wechselstrom selbst zum Schwingen angeregt, wodurch Geräusche entstehen. Ein weiterer möglicher Nachteil ist die Belastung der Umgebung mit elektrischen oder magnetischen Feldern.

Im Inneren eines Umspannwerkes ist zusätzlich Vorsicht angebracht: Bei der Berührung von Bauteilen kann es zu elektrischen Stößen kommen. Dadurch sind auch die Berührungsspannung und der Erdungswiderstand wichtige Sicherheitsfaktor.

Aber keine Sorge! Die Grenzwerte für die oben genannten Faktoren sind vom Betreiber stets einzuhalten und liegen selbst meist deutlich unter den Werten, bei denen eine Gefahr für Mensch und Umwelt zu erwarten ist. Trotzdem ist es regelmäßig nötig, Größen wie Berührungsspannung, Geräuschbelastung und elektromagnetische Belastung zu kontrollieren.