Freileitungen und Erdkabel
Ob eine Hochspannungsleitung als Freileitung gebaut oder in Form eines Kabels in den Boden verlegt werden soll, wird auf Grundlage verschiedenster Kriterien entschieden. Deshalb prüft Swissgrid bei jedem Netzprojekt Varianten mit Kabel und Freileitung.
Auf Höchstspannungsebene (220 kV und 380 kV) wird der Strom bislang weitgehend über Freileitungen transportiert. Die Luft dient dabei als optimaler Isolator. Die durch den Stromfluss entstehende Wärme kann gut an die Umwelt abgegeben werden. Im Winter lässt sich wegen den tieferen Temperaturen deutlich mehr Strom als im Sommer transportieren.
Bis zu einer Spannung von 150 kV werden, sofern möglich, Erdkabel eingesetzt. In diesen niedrigeren Spannungsebenen sind die Erdkabel breit erprobt. Verlässliche Erfahrungswerte auf der Höchstspannungsebene mit Distanzen über einem Kilometer Länge liegen hingegen noch zu wenig vor.
Schaltanlagen und Transformatoren
Unterwerke gehören zu den wichtigsten Elementen im Höchstspannungsnetz, denn sie sind die Knotenpunkte des Stromnetzes. Unterwerke bestehen aus Transformatoren und Schaltanlagen. Das Höchstspannungsnetz von Swissgrid umfasst 125 Unterwerke, in denen 147 Schaltanlagen und 21 Transformatoren untergebracht sind. Jedes Unterwerk hat also eine Schaltanlage, aber nicht alle Unterwerke haben einen Transformator.
Wichtige Elemente im Übertragungsnetz
Die Schaltanlagen in den Unterwerken verbinden die Höchstspannungsleitungen miteinander. Durch Schalthandlungen können die Operateurinnen und Operateure in den Swissgrid Netzleitstellen in Aarau und Prilly die Leitungen trennen oder verbinden. So werden die Energieflüsse gesteuert, Überlastungen verhindert und Leitungen können für Revisionsarbeiten ausgeschaltet werden. Die Unterwerke verfügen auch über installierte Schutzsysteme. Diese schalten im Fehlerfall (z.B. Blitzeinschlag in eine Leitung) die betroffenen Netzteile gezielt ab.
1 Transformator
Der Transformator ist das Herzstück des Netzes. Transformatoren erhöhen oder reduzieren die Spannung von elektrischer Energie bzw. den Strom. Denn je höher die Spannung ist, desto geringer sind die Verluste entlang der Stromleitungen. Das Höchstspannungsnetz hat eine hohe Spannung, um Energie möglichst verlustarm über grosse Entfernungen zu transportieren. Die 21 Swissgrid Transformatoren verbinden das 380-kV- mit dem 220-kV-Netz. Bis die von den Kraftwerken produzierte Energie für die Endverbraucherinnen und Endverbraucher nutzbar ist, wird die Spannung auf 400 oder 230 Volt reduziert.
2 Sammelschiene
Eine Sammelschiene dient der Verbindung der in einem Unterwerk zusammentreffenden Höchstspannungsleitungen. Über die sogenannten Schaltfelder kann die Energie der verschiedenen Höchstspannungsleitungen über die Sammelschienen verteilt werden, wodurch der Leistungsfluss im Netz gesteuert wird.
4 Leistungsschalter
Die Leistungsschalter ermöglichen das Zu- oder Abschalten von Elementen des elektrischen Netzes. Das heisst, sie können Leitungen oder Kraftwerke vom Netz trennen und damit spannungsfrei machen oder mit dem Netz verbinden. Leistungsschalter und Trennschalter werden von den Netzleitstellen aus gesteuert.
5 Messwandler
Messwandler gehören zu den Kontrollinstrumenten der Schaltanlage. Sie messen die Spannung sowie die Stromstärke. Die Messwerte werden an die örtlich installierten Schutz- und Leittechnikeinrichtungen sowie an die Netzleitstellen von Swissgrid in Aarau und Prilly übermittelt. Die dortigen Fachleute von Swissgrid erkennen, unter anderem anhand dieser Werte, die aktuelle Netzsituation. Bei Bedarf können die notwendigen Massnahmen eingeleitet werden.
7 Überspannungsableiter
Der Überspannungsableiter schützt die wesentlichen Bauteile der Schaltanlage vor zu hohen elektrischen Spannungen, die beispielsweise bei einem Blitzschlag auftreten können. So bewahrt er Anlagenteile wie etwa die Transformatoren vor Schäden, ohne die Versorgung zu unterbrechen.
8 Erdungsschalter
Ein Erdungsschalter erdet einen abgeschalteten und damit spannungsfreien Anlagenteil. Er verhindert, dass es durch Aufladung der ausgeschalteten Teile zu Gefährdungen kommt. In Kombination mit den Leitungstrennschaltern lässt sich dadurch eine sichere Arbeitsumgebung in der Schaltanlage schaffen.
9 Betriebsgebäude / Notfallgenerator
Im Betriebsgebäude befindet sich die Schutz-, Leit- und Nachrichtentechnik. Hier laufen die Messwerte der gesamten Schaltanlage zusammen, sodass alle Elemente sehr schnell gesteuert und kontrolliert werden können. Ausserdem beherbergt das Betriebsgebäude eine eigene Stromversorgung inklusive Batterieanlagen. Sie tragen dazu bei, den störungsfreien Betrieb der Schaltanlage jederzeit zu gewährleisten.