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Bürger fragen - Wir antworten

Drehstromverbraucher

Wenn nicht alle Verbraucher Drehstromverbraucher sind, was in Haushalten im Allgemeinen der Fall ist, addieren sich die phasenverschobenen Ströme nicht zu Null. Nun haben wir in Haushalten dafür den Neutralleiter, der im ganzen Niederspannungsnetz verwendet wird. Wie erfolgt die Anpassung an das Mittelspannungsnetz? Was ist die Schnittstelle, die dafür sorgt, dass die Belastung der drei Phasen im Mittel- und Hochspannungsnetz gleich ist, und damit der Neutralleiter entfallen kann? Falls das nicht geschieht und vielleicht auch gar nicht zu 100% möglich ist, fließt dann ein Strom vom geerdeten Trafosternpunkt zum nächsten bzw. zum Sternpunkt des Generators? Wie hoch sind typischerweise solche Ströme? Hat das Auswirkungen auf das Bodenleben? Vielen Dank vorab!

Frage von R. 18. September 2020
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Bürgerdialog Stromnetz Signet

Antwort von der Redaktion

Sehr geehrter Herr R.,
zunächst vielen Dank für Ihre interessante Frage. Folgendes können wir Ihnen dahingehend mitteilen.

Wie Sie in Ihrer Frage schon richtig geschildert haben führen die Leitungen im Niederspannungsnetz – im Gegensatz zu Mittel- oder Hochspannungsnetzen – grundsätzlich eine zusätzliche Ader, den sogenannten Neutralleiter. Der Neutralleiter hat die Aufgabe etwaige unsymmetrische Belastungen im Niederspannungsnetz auszugleichen. Unsymmetrische Belastungen können auftreten, wenn die Außenleiter (L1, L2 & L3) einphasig oder unsymmetrisch belastet werden. In diesem Fall gleichen sich die Ströme auf den Leitern L1, L2 und L3 nicht aus. Tritt so eine Asymmetrie auf, fließt im Neutralleiter ein Strom, der die ungleichen Ströme in den Außenleitern ausgleicht. Das tritt insbesondere dann auf, wenn eine der drei Phasen stark unsymmetrisch belastet wird. Die Höhe des Stroms im Neutralleiter richtet sich nach dem Grad der Asymmetrie der Außenleiter.

Die Schnittstelle zwischen Mittel- und Niederspannungsnetz stellt der Ortsnetztransformator dar. Dieser Transformator sorgt bei der Verwendung der richtigen Schaltung für eine symmetrische Belastung in der vorgelagerten Spannungsebene. Grundlage hierfür ist die oberspannungsseitige Verschaltung der drei Leiter. In der Praxis wird bei Ortsnetztransformatoren (MS/0,4-kV vgl. VDE 0532) üblicherweise eine Dreiecksschaltung auf der Oberspannungsseite und eine Sternschaltung auf der Unterspannungsseite (DYn) verwendet. Die oberspannungsseitige Dreiecksschaltung verbindet die Phase L1 mit der Phase L2, die Phase L2 mit der Phase L3 und die Phase L3 mit der Phase L1.

Bei einer einphasigen niederspannungsseitigen Last, bspw. auf der Phase L1, führt diese über den Transformator zu einem Strom in der entsprechenden Oberspannungswicklung. Durch die oberspannungsseitige Dreiecksverschaltung der Phasen wird die Asymmetrie jedoch nicht ungleichmäßig auf die nicht belasteten Wicklungen aufgeteilt, sondern symmetrisch über alle Leiter. Die Oberspannungs-Strangspannung entspricht also der Netznennspannung. Dadurch kann der Ortsnetztransformator Unsymmetrien aus dem Niederspannungsnetz auf der Mittelspannungsebene vollständig verhindern und den Neutralleiter in den oberen Spannungsebenen überflüssig machen, so dass auch keine Auswirkungen auf die Tiere- und Pflanzenwelt im Boden entstehen.

Für weitere Informationen und Rückfragen stehen wir gerne jederzeit zur Verfügung.

Mit freundlichen Grüßen
Redaktion Bürgerdialog Stromnetz

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