Wissenswertes – Strom

Dem Strom auf der Spur

Nach neuesten Berechnungen des VDN (Verband der Netzbetreiber e.V.) unterhalten die deutschen Elektrizitätsversorger insgesamt ein Stromnetz von 1,65 Millionen Kilometern Länge. Die Transport- und Verteilsysteme sind dabei für unterschiedliche Zwecke in die folgenden vier Spannungsebenen gegliedert.

Höchstspannung (220/ 380 kV)
Hochspannung (110 kV)
Mittelspannung (6 - 60 kV)
Niederspannung (230/ 400 V)
 

In den überregionalen Übertragungsnetzen wird mit Höchstspannung von 220 und 380 Kilovolt (kV) gearbeitet. Die Höchstspannungsleitungen transportieren die elektrische Energie von den Großkraftwerken über große Entfernungen zu Umspannanlagen in der Nähe der Verbrauchs- schwerpunkte. Kunden in diesem Bereich sind regionale Stromversorger und sehr große Industriebetriebe.

Über diese Spannungsebene wird auch der grenzüberschreitende Stromhandel physikalisch abgewickelt. In Deutschland gibt es vier Übertragungsnetzbetreiber, die ihr 380-kV- und 220-kV-Netz über nationale Kuppelleitungen zum deutschen Übertragungsnetz zusammengeschaltet haben.

Die Netze sind dabei über Transformatoren, so genannte Netzkuppler, miteinander elektrisch verbunden.

 

Dem Strom auf der Spur
Übertragungsnetzbetreier

Regionale und große städtische Verteilungsnetze, so auch das Verteilungsnetz der N-ERGIE, werden mit Hochspannung (110 kV) und Mittelspannung (6 bis 60 kV) betrieben.

Die Hochspannungsleitungen übertragen elektrische Energie zu den Verbrauchszentren zum Beispiel Industriebetriebe, lokale Stromversorger oder Umspannanlagen. In solchen Umspannanlagen wird die Spannung auf Mittelspannungsniveau abgesenkt (transformiert). Die Mittelspannungsleitungen auf dem Gebiet der N-ERGIE werden größtenteils mit einer Spannung von 20 kV betrieben. An die Mittelspannung sind Industrie- und größere Gewerbebetriebe angeschlossen.

Haushalte, kleinere Gewerbebetriebe und die Landwirtschaft verfügen jedoch ausschließlich über Geräte, die mit Niederspannungen von 230 Volt beziehungsweise 400 Volt betrieben werden. Folgerichtig muss die Mittelspannung zur Einspeisung ins örtliche Niederspannungsnetz erneut transformiert werden.

Warum gibt es Höchst- und Hochspannung?

110, 220 oder 380 kV sind für die meisten Verbraucher völlig ungeeignet. Warum gibt es dann trotzdem Hoch- oder gar Höchstspannung?

Ein kurzer Ausflug in die Physik liefert die Antwort. Nur auf diese Weise lassen sich sehr hohe Leistungen übertragen und dabei die Verluste in den Leitungen in erträglichen Grenzen halten. Denn wird die Spannung erhöht, nimmt - gleichbleibende Leistung vorausgesetzt - die Stromstärke ab. Ein niedriger Wert bei der Stromstärke bedeutet aber automatisch: geringerer Verlust. Schließlich ist die Verlustleistung vom Widerstand der Leitung und vom Quadrat der Stromstärke abhängig.
Gleichfalls wichtig ist, dass mit zunehmender Stromstärke auch der Querschnitt der Leitung steigen muss. Doch selbst wenn man die Kosten für stärkeres Leitungsmaterial einmal außer Acht ließe: Die aus dem höheren Gewicht resultierenden statischen Probleme wären für die Erbauer der Frei- leitungen nur mit großem technischen und finanziellen Aufwand für Bau und Unterhaltung der Leitungen zu bewältigen.

Voraussetzung für die Existenz der verschiedenen Spannungsebenen ist die technische Möglichkeit, relativ einfach und nach Bedarf von einer Spannungsebene auf eine andere übergehen zu können. Dazu sind Transformatoren notwendig.

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