Energietechnik 3 | 14

Kompakt und komfortabel

Gasisolierte Schaltanlagen für stationären und mobilen Einsatz

Das Höchstspannungsnetz in Deutschland und mit ihm die Umspannwerke wandeln sich. Die wachsende Einspeisung erneuerbarer Energien wird diesen Prozess noch beschleunigen. ABB bietet ein breit gefächertes Spektrum gasisolierter Schaltanlagen, wie aktuelle Projekte in Simbach am Inn und in Karben bei Frankfurt zeigen.

Eine viel befahrene Bundesauf der einen Seite, Gewerbe-und Wohngebiete auf der anderen: Umspannwerke wie das im niederbayerischen Simbach gibt es in Deutschland viele. Häufig stehen kaum Erweiterungsflächen zur Verfügung; dennoch müssen sie ausgebaut werden, meist sogar im laufenden Betrieb. In Simbach ist die TenneT TSO GmbH als Netzbetreiber gerade dabei, innerhalb von drei Jahren das Umspannwerk mit einer ehemals luftisolierten 220-kV-Schaltanlage in eines mit einer gasisolierten 420-kV-Hybridanlage zu verwandeln. Aus Gründen der hohen Netzauslastung und Versorgungssicherheit kann das Umspannwerk dabei zu keinem Zeitpunkt vollständig abgeschaltet werden. Kompakte, modular aufgebaute gasisolierte Schaltanlagen von ABB bieten für solche Aufgaben geradezu ideale Lösungsansätze. Hybrid bedeutet in diesem Fall, dass der Hauptteil der Komponenten in den Schaltfeldern, mit Ausnahme der Sammelschienen, Spannungswandler und Ableiter, SF6-gasisoliert ist.

Der Platzbedarf einer gasisolierten 420-kV-Hybridschaltanlage ist nur gut halb so groß wie der einer luftisolierten Bauart. Durch eine ausgeklügelte Aufstellung der Anlage lässt sich die Fläche in Simbach derart optimal nutzen, dass sogar noch eine neue 420-kV-Freileitung in das Umspannwerk integriert werden kann. Auf der 420-kV-Ebene ist die Anlage in Niederbayern die erste ihrer Art, die in Deutschland im Freien errichtet wird. Aufgrund ihrer kompakten Bauweise und damit der größeren räumlichen Nähe einzelner Komponenten mussten die Planer erhöhte Anforderungen an das Wartungs- und Sicherheitskonzept erfüllen. „Durch ein intelligentes Schaltanlagenlayout haben wir auch diese Herausforderungen gemeistert“, erklärt Thomas Waldhofer, bei ABB Key Account Manager für TenneT.

Die Rundum-Erneuerung des Umspannwerks erfolgt in drei Abschnitten und soll bis Ende 2014 abgeschlossen sein. „Mit anspruchsvollen Projekten wie dem in Simbach demonstrieren wir nicht nur unsere Produkt-, sondern auch unsere Systemkompetenz“, unterstreicht Waldhofer

Thomas Waldhofer betreut bei ABB als Key Account Manager den Kunden TenneT.
Thomas Waldhofer betreut bei ABB als Key Account Manager den Kunden TenneT.

„Mit anspruchsvollen Projekten wie dem in Simbach demonstrieren wir nicht nur unsere Produkt-, sondern auch unsere Systemkompetenz.“

420-kV-GIS mit acht Feldern für den Stromknotenpunkt Karben

Etwas anders sind die Hintergründe für das Umspannwerk im hessischen Karben, 15 Kilometer nördlich von Frankfurt: Im Rahmen der Energiewende soll die Anlage zu einem Knotenpunkt aller drei in der Region verlaufenden Hochspannungstrassen ausgebaut werden. Zu diesem Zweck errichtet der Netzbetreiber TenneT ein komplett neues Umspannwerk, das nach seiner Fertigstellung Mitte 2015 die vorhandene Anlage ersetzen soll. Außer für die Errichtung der acht Schaltfelder einschließlich einer Kupplung ist ABB auch für die primärtechnische Planung, sämtliche Montageleistungen sowie umfangreiche Baumaßnahmen verantwortlich. Wie in Simbach wird auch hier die gasisolierte 420-kV-Hybridtechnik eingesetzt.

TenneT überzeugte die Technik nicht nur wegen ihrer hohen Verfügbarkeit und ihrer Zuverlässigkeit, sondern auch wegen ihres exzellenten Schottungs- und Havariekonzepts. Im äußerst unwahrscheinlichen Fall einer Störung kann der Netzbetreiber sehr schnell reagieren und die Funktionstüchtigkeit der Anlage in wenigen Stunden wiederherstellen. Da ein Teil der luftisolierten Sammelschienenabschnitte immer in Betrieb bleibt, ist die Versorgungssicherheit stets gewährleistet.

Schaltanlagen-Container nach dem Fertighausprinzip

Eine besonders pfiffige Lösung für die unterbrechungsfreie Modernisierung von Umspannwerken hat ABB mit seinen mobilen Baueinsatz-Schaltanlagen geschaffen. Die gesamte Technik einer kompakten 420-kV-GIS der neuesten Generation (ELK-3 C, 420 kV) ist in einem Container untergebracht, ähnlich wie man ihn aus der Logistik kennt. Die flexible und individuell konfigurierbare Schutz- und Steuerungstechnik befindet sich in einem zweiten, kleineren Container. Durch einfache Änderungen der Schutz- und Steuersoftware lassen sich unterschiedlichste Anwendungen konfigurieren. Beide Container können bequem per LKW praktisch an jeden Einsatzort transportiert werden.

Die Steuerleitungen sind mit vorkonfektionierten Steckern verbunden, sodass der Aufbau in kürzester Zeit erfolgen kann. Durch umschaltbare Spannungswandler ist die mobile 420-kV-Schaltanlage auch auf der Spannungsebene 220 kV einsetzbar. Montage, Prüfung und ein Teil der Inbetriebnahme erfolgen bereits in der Fabrik. Im Umspannwerk lassen sich die Arbeiten daher auf ein Minimum begrenzen. „Das Konzept ähnelt dem eines Fertighauses“, vergleicht esThomas Waldhofer.

Für die 220/380-kV-Ebene hat TenneT zu Beginn dieses Jahres die erste Einheit bestellt. Auf der 170-kV-Ebene sind in Norwegen derzeit zwei solcher Anlagen im Einsatz, in Algerien auf der Ebene 66 kV sogar fast 20. Derartige Containerlösungen werden am ABB-Standort Hanau-Großauheim realisiert. Außer bei der unterbrechungsfreien Erneuerung oder Erweiterung von Umspannwerken eignen sich die mobilen Schaltanlagen aufgrund ihrer Flexibilität besonders für den Einsatz in Krisengebieten – zum Beispiel dann, wenn Stationen nach Erdbeben oder Überschwemmungen beschädigt und teilweise außer Betrieb sind.