Umspannwerk KühmoosBauarbeiten im laufenden Betrieb

Umspannwerk Kühmoos

Der Netzknoten Kühmoos zählt zu den größten Umspannwerken in Deutschland. Im Zuge der Energiewende muss die Anlage im Südschwarzwald umfassend modernisiert werden. Im laufenden Betrieb errichten TransnetBW und Amprion neue Gebäude, tauschen Schaltanlagen aus und erneuern Netzanbindungen.

Die Energielandschaft verändert sich durch die Energiewende maßgeblich. Schon im Jahr 2030 sollen in Deutschland 80 Prozent des Stroms aus erneuerbaren Energien erzeugt werden. Mit dem Ausstieg aus der Kernkraft und der Kohleverstromung liegen die Orte der Erzeugung und des Stromverbrauchs räumlich immer weiter auseinander, die Energieerzeugung wird überdies dezentraler.

Dadurch erhöhen sich der Stromtransportbedarf und die Leistungsanforderungen an das Netz. Infolge des Ausbaus der erneuerbaren Energien und dem damit verbundenen Anstieg der Anforderungen an das Stromnetz müssen die Übertragungsnetzbetreiber TransnetBW und Amprion auch die Schaltanlagen dieses über 50 Jahre alten Umspannwerks austauschen und die Netzanbindungen erneuern.

Eine wichtige Baumaßnahme ist, die bestehenden luftisolierten 380-Kilovolt-Schaltfelder durch besonders platzsparende gasisolierte 380-Kilovolt-Schaltanlagen (GIS) zu ersetzen. Eine GIS benötigt nur ein Fünftel der Fläche. Somit kann die Leistung des Umspannwerks verdoppelt werden, ohne die bestehenden Grundstückgrenzen zu übertreten. Bei einer Freiluftschaltanlage wäre der Flächenbedarf deutlich größer und man hätte über die heutigen Grundstücksgrenzen bauen müssen.

Noch ein Vorteil: Die GIS schaffen Platz für moderne Betriebsmittel, wie STATCOM-Anlagen (Static Synchronous Compensator) und MSCDN-Anlagen (Mechanically Switched Capacitor with Damping Network). Erst diese innovativen Anlagen ermöglichen es, auf Schwankungen im Netz zu reagieren, die mit der Verwendung klimafreundlicher Energiequellen einhergehen.

Aktuell finden die Arbeiten nur innerhalb der Anlage statt, später auch an den Leitungseinführungen im Westen und im Osten des Umspannwerks. Außerhalb des Anlagengeländes gestalten TransnetBW und Amprion die Leitungseinführungen in den Netzknoten neu. Ziel ist es, Leitungsverläufe so zu entflechten, dass die Stromkreise möglichst geradlinig in die Anlage führen. Dadurch sind in Zukunft auch weniger Strommasten nötig.

Um die Genehmigungen für die Arbeiten außerhalb der Anlage zu erhalten, reichen TransnetBW und Amprion im Jahr 2025 die notwendigen Anträge ein. Erste vorbereitende Maßnahmen, wie Baugrunduntersuchungen, wurden bereits durchgeführt.

Nur wenn das Höchstspannungsnetz zu den Anforderungen der Zukunft passt, kann die Energiewende gelingen. Zu den notwendigen Maßnahmen gehört auch die umfassende Modernisierung des Netzknoten Kühmoos.

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Der Netzknoten Kühmoos liegt im Dreiländereck Deutschland-Frankreich-Schweiz. Seit 2021 wird das Umspannwerk im laufenden Betrieb aus- und umgebaut, Mitte der 30er-Jahre sollen die Bauarbeiten abgeschlossen sein.

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Das erste Teilprojekt soll 2026 fertiggestellt werden: eine neue 220-kV-Schaltanlage. Dieses Luftbild zeigt den Umbau und die Erneuerung der bestehenden 220-kV-Schaltanlage. Auf der linken Seite entsteht die neue Trafobank (der Bereich, in dem die Transformatoren platziert sind), rechts das zugehörige Trafofeld (der Bereich, in dem sich die mit den Transformatoren verbundene Schalt- und Schutztechnik befindet). Transformatoren sind die Kernelemente eines Umspannwerks, sie transformieren den Strom auf eine andere Spannungsebene. Die Trafowannen, links im Bild, ...

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… sind bereits zu erkennen. Diese Auffangbehälter unter den Transformatoren verhindern, dass später Öl oder andere Flüssigkeiten in den schützenswerten Boden gelangen.

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Dieses Bild zeigt die Verfüllung und die Herstellung der Drainage. Die Drainage sorgt dafür, dass Regenwasser, welches sich bei Niederschlag in der Trafowanne sammelt, in das Abwassersystem geleitet werden kann. Mithilfe dieses Drainage-Systems wird Wasser kontrolliert abgeleitet, ohne dass Öl in die Umwelt gelangt.

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Die Arbeiten an der 220-kV-Schaltanlage finden teilweise auf sehr engem Raum statt. Notwendige Baumaterialien werden auf einer Baueinrichtungsfläche (links) gelagert.

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Neubau des Trafofelds D1-Q03: Ein Trafo- oder Schaltfeld verbindet die Transformatoren mit den Sammelschienen. Diese wiederum sind das Rückgrat eines Umspannwerks. Sammelschienen sorgen für den Stromtransport innerhalb der Anlage und verbinden die einzelnen Schaltfelder.

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Zur Primärtechnik gehören: Leistungstrennschalter (vorn im Bild), die die Stromkreise absichern und Leistungsschalter (dahinter), die eine Kombination aus Hauptschalter und Sicherungsautomat sind. Außerdem hinten im Bild, mit den silbernen Köpfen: Messwandler; das sind Kontrollinstrumente, die Stromstärke und Spannung erfassen.

Zur Sekundärtechnik zählen die Betriebsmittel für Schutz- und Steuerungsaufgaben, die sich in einem Relaishaus (Schalthaus) befinden.

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Hier wird ein neues Leitungsfeld der 220-kV-Schaltanlage gebaut. Mithilfe der Hubsteiger wird die neue Feldverseilung angebracht, die Verbindungen einzelner Primärgeräte. Die Feldverseilung ist einer der letzten Arbeitsschritte, bevor die Funktionsprüfung des Leitungsfelds startet. Nach bestandener Prüfung kann das Feld in Betrieb gehen.

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Das Schaltfeld 405 wird für den Umbau von einer luftisolierten auf eine gasisolierte 380-kV-Schaltanlage ausgebaut. Dafür werden unter anderem neue Portale gebaut, hier ist das Fundament zu sehen.

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Ein fertiges Portal: Das ist der Eingang eines Umspannwerks. Auf einem Portal werden die Freileitungsseile, die zu und von den Strommasten führen, einzeln angehängt und weiter zu den Schaltfeldern geführt.

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Im Zuge der Modernisierung entstehen auch neue Kompaktstationen. Diese regeln die Eigenbedarfsstromversorgung für das 220-kV-Betriebsgebäude.

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Eigenbedarf heißt: Strom für Transformatorkühlung, Anlagenbeleuchtung, Torsteuerung, Überwachung – der Betrieb des Umspannwerks selbst.

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Eine neue 20-kV-Lasttrenner-Anlage für die Eigenbedarfsversorgung des Umspannwerks. Diese sorgt dafür, dass das Umspannwerk auch bei Netzunterbrechungen funktioniert und stabil, sicher und zuverlässig betrieben werden kann.

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Der Umbau des Netzknoten Kühmoos ist aufgrund seiner Vielzahl an Teilprojekten äußerst komplex. Für den weiteren Ausbau sind vier verschiedene Arten von Genehmigungsverfahren notwendig: Planfeststellung, Plangenehmigung, öffentliches Baurecht sowie ein immissionschutzrechtliches Genehmigungsverfahren. Damit das alles gelingt und die Energiewende vorangetrieben werden kann, müssen viele Akteure aus Energiewirtschaft, Verwaltung und Verbänden reibungslos zusammenarbeiten.

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