Die Spannungen, die in den Kraftwerken erzeugt werden, betragen 10 kV, 20 kV, 30 kV und bei kleineren Einheiten 6 kV.
Im öffentlichen Versorgungsbereich wird zur Übertragung und Verteilung der elektrischen Energie eine Dreiphasen-Wechselspannung mit einer
Frequenz von 50 Hz eingesetzt. Diese sinusförmige Wechselspannung ändert 100mal pro Sekunde seine Richtung mit einer Periodendauer von 20 Millisekunden.
Die Dreiphasen-Wechselspannung, üblicherweise als Drehstrom bezeichnet, besteht im Idealfall aus drei Wechselströmen, deren Sinuskurven um jeweils 120 Grad
versetzt (phasenverschoben) angeordnet sind.
Da Kraftwerke nur eine Spannung bis max. 30 kV liefern, wäre eine Übertragung des Stroms ohne Umspannwerk nur bis zu einer Länge 30 Kilometer wirtschaftlich.
Bei längeren Strecken wären die Verluste zu groß. Daher wird die Spannung in Umspannwerken auf bis zu 380 kV hochtransformiert und anschließend für die
Verbraucher auf die ortsübliche Netzspannung von 230 V wieder heruntertransformiert.
Je nach Spannung unterscheidet in Höchstspannung (220 kV bis 750 kV), Hochspannung (60 kV bis 110 kV), Mittelspannung (3 kV bis 30 kV)
sowie Niederspannung unterhalb von 1000 V, meist 230V/400V-Versorgung. Zum Ausgleich von Bedarf und Liefermöglichkeiten in einem Verbundnetz auf verschiedenen
Spannungsebenen sind die Netze über Freileitungen oder Erdkabel zusammengeführt.
Vereinfacht lässt sich dabei die Regel ableiten, dass man pro Kilometer Übertragungsleitung eine Spannung von einem Kilovolt (kV, 1.000 V) benötigt.
Nur mit hohen Übertragungsspannungen können die Leistungsverluste und die Spannungsfälle in den Übertragungsleitungen gering gehalten werden.
Beispielsweise beträgt an einer 110kV-Leitung über einer Länge von 100 km mit einem Aluminiumquerschnitt von 240 mm² bei einer Leistung von 10 MW der Spannungsfall 1 %.
Dieser Spannungsfall bereitet auch den Verteilungsnetzbetreibern (VNB) durch die Zunahme dezentraler erneuerbaren Energien immer mehr Schwierigkeiten,
um das Netz stabil zu halten. Teilweise müssen zum Spannungsausgleich sogar Kraftwerke hochgefahren werden, da ursprünglich die Netze nur für
die Stromflussrichtung vom Kraftwerk zum Endverbraucher aufgebaut wurden.
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