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Kompaktstation

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Kompaktstation

In der elektrischen Energietechnik werden standardisierte, nicht begehbare, von außen bedienbare, baulich eigenständige und ortsfeste Gehäuse zur Aufnahme und zum Betrieb von besonderen elektrischen Betriebsmitteln in Versorgungs-, Industrie- oder Einspeisenetzen in kompakter Bauform als Kompaktstationen bezeichnet.

Die besonderen Betriebsmittel wie z.B. MS/NS – Transformator (en), MS-Schaltanlage(n), MS- Mess- und Zähleinrichtung(en), sowie NS-Verteilung(en), NS-Mess- und Zähleinrichtung(en), Kompensationsanlage(n), Fernwirk-, Überwachungs- und Telemetrievorrichtung(en), sowie weitere elektrische und elektronische Geräte sind vollständig oder in Teilmengen in einer Kompaktstation vorhanden. Die gebräuchlichste Form der Kompaktstation besteht aus einem MS/NS-Transformator, einer MS-Ringkabelschaltanlage, den Verbindungen und einer NS-Verteilung.

Kompaktstationen werden üblicherweise als Ortsnetz-, Einspeise- oder Schaltstation eingesetzt. Diese befinden sich häufig an frei zugänglichen Orten, weshalb dem Schutz der Öffentlichkeit besondere Bedeutung zukommt. Sogenannte "Fabrikfertige Stationen", der überwiegende Teil der Kompaktstationen, sind Gegenstand einer eigenen elektrotechnischen Norm, der DIN EN 62271-202: Fabrikfertige Stationen für Hochspannung/Niederspannung.

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Elektrizität ist alltäglich

Die Nutzung elektrischer Energie ist in unserer Gesellschaft zur alltäglichen Selbstverständlichkeit geworden und ist nicht mehr wegzudenken. Industrie, Gewerbe, Staat und Verbraucher sind auf eine optimale Verfügbarkeit und hohe Qualität bei der Belieferung mit elektrischer Energie angewiesen. Diese volks- und einzelwirtschaftlich bedeutsame Anforderung an die Energieversorgung wird durch eine hochkomplexe Steuerung und Ausbaustrategie der Energieübertragungs- und Verteilnetze seitens der Betreiber sichergestellt.

Besondere Herausforderungen an den Ausbau, die Regelung und den Betrieb des Verteil- und Übertragungsnetzes ergeben sich durch die strukturellen Veränderungen in der Erzeugerlandschaft hin zu vielen dezentralen, häufig regenerativen Klein-Kraftwerken mit hoher Volatilität der eingespeisten Energie.

In diesem Zusammenhang übernehmen Kompaktstationen an der Nahtstelle der Spannungsebenen Mittelspannung und Niederspannung im Verteilnetz wichtige Aufgaben und dienen zur Umspannung und lokalen Verteilung, sowie zur Sammlung und zum regionalen Weitertransport elektrischer Energie.

Geschichte der Kompaktstation

Die Geschichte der Kompaktstation spiegelt entwicklungshistorisch die jüngere Zeit der Energietechnik wieder. Sie entwickelte sich als Unterform der fabrikfertigen begehbaren Netzstationen in Kabelnetzen, die seit den 60er Jahren zunehmend die bis dahin gebräuchlichen Turmstationen der Freileitungsnetze zunächst ergänzten und später fast vollständig ersetzten. Damit einher ging eine technische Fortentwicklung der elektrischen Betriebsmittel. Insbesondere bei den metallgekapselten MS-Schaltanlagen konnten zunehmend kleine und genormte Bauweisen erreicht und in SF6-gasiolierter Technik noch weiter verdichtet werden. Auch bei den Umspannern entwickelten sich erheblich kleinere und effizientere Bauformen.

Gleichzeitig entstand durch den Strukturwandel der ehemaligen öffentlichen Versorgungsbetriebe hin zu erwerbswirtschaftlich orientierten Netzbetreibern ein hoher Druck auf die Kosten des Betriebs und der Investitionen. Vor allem die Flächennetzbetreiber übernahmen seit etwa den 80er Jahren die Kombination der kompakten Schaltgeräte in der nicht begehbaren Kompaktstationen als wirtschaftliche und technisch vertretbare Lösung.

Kompaktstation – hoher Verbreitungsgrad

Kompaktstationen haben aufgrund ihrer besonders wirtschaftlichen Bauweise weite Verbreitung gefunden. Sie benötigen kleine Flächen, sind städtebaulich akzeptiert und aufgrund ihrer kompakten Bauform einfach und unkompliziert integrierbar.

Ausgereifte Standard-Typen lassen sich rationell und kostengünstig beplanen. Kompaktstationen werden nahezu ausschließlich voll bestückt ausgeliefert und eingebaut, so das i.d.R. nur noch die Kabel angeschlossen werden müssen.

Bautypen

Kompaktstationen lassen sich nach der Art der Zugänglichkeit und Bedienbarkeit unterscheiden. Somit ist die Lage und Anordnung der Räume für die Schalt- und Bediengeräte von entscheidender Bedeutung. Unterschieden werden, ein-, zwei-, drei- und allseitig, sowie von oben bedienbare Kompaktstationen, wobei letztere als sog. Tiefstation seltener gebräuchlich ist.

Türen und Lüftungselemente

Die erforderlichen Eigenschaften der Türen und Lüftungselemente leiten sich aus den zugrunde liegenden Normen und Vorschriften ab. Sie müssen das unbefugte Öffnen oder das Eindringen von Gegenständen und Wasser nach festgelegten Kriterien wirksam verhindern und den Auswirkungen innerer Fehler sicher standhalten. Für die Abfuhr der Verlustwärme mittels natürlicher Konvektion sind ausreichende Lüftungsöffnungen in den Türen oder als eigenständige Elemente vorzusehen.

Bauweisen

Bei der Konstruktion von Kompaktstationen müssen höchste Anforderungen hinsichtlich der statischen Bemessung und der Anordnung der Bauteile eingehalten werden. Die Stationen müssen den Auswirkungen von inneren Fehlern und äußeren mechanischen Einflüssen nach festgelegten Kriterien sicher standhalten. Damit wird das Gehäuse der Kompaktstation zum integralen Bestandteil der Anlage. Darüber hinaus wird die Auswahl der Baustoffe und Bauweisen durch brandschutztechnische Anforderungen eingeschränkt. Kompaktstationen werden in verschiedenen Werkstoffen und Bauweisen ausgeführt.

Am weitesten verbreitet sind Stationen aus Stahlbeton in Raumzellenbauweise.

Ein häufig verwendetes Verfahren zur Produktion von Stahlbetonraumzellen ist das sog. Glockengussverfahren. Dabei werden der Boden, die Ölauffangwanne sowie die aufragenden Seiten- und Zwischenwände fugenlos in einem Guss hergestellt. Die Herstellung des Ölauffangbehälters kann dabei nach den anerkannten Richtlinien des DafStB für den Umgang mit wassergefährdenden Stoffen ohne zusätzliche Maßnahmen erfolgen.

In der Schalung werden Aussparungen für die konstruktiven Elemente wie Türen, Lüftungselemente, Absorberbauteile und Kabeleinführungen filigran ausgeformt. Die Dachscheibe wird als separates Stahlbetonbauteil hergestellt und später gleitend auf den Stationskörper aufgelegt und lösbar befestigt.

Im Zuge der weiteren Fertigstellung der Station werden Türen, Lüftungselemente, Auflagerkonstruktionen und Druckentlastungseinrichtungen eingebaut, sowie die Außengestaltung vorgenommen. Danach kann der Ausbau der elektrischen Betriebsmittel erfolgen.