Das Stromnetz verbindet Kraftwerke mit Hochspannungsleitungen, die den Strom über eine gewisse Entfernung zu Umspannwerken transportieren – die sogenannte „Übertragung“. Am Zielort angekommen, wird die Spannung in den Umspannwerken für die „Verteilung“ auf Mittelspannungsleitungen und anschließend auf Niederspannungsleitungen reduziert. Schließlich wandelt ein Transformator an einem Telefonmast die Spannung auf die für Haushalte übliche Spannung von 120 Volt um. Siehe Abbildung unten.
Das Stromnetz lässt sich in drei Hauptbereiche unterteilen: Erzeugung (Kraftwerke und Aufwärtstransformatoren), Übertragung (Leitungen und Transformatoren mit Spannungen über 100.000 Volt – 100 kV) und Verteilung (Leitungen und Transformatoren unter 100 kV). Übertragungsleitungen arbeiten mit extrem hohen Spannungen von 138.000 Volt (138 kV) bis 765.000 Volt (765 kV). Sie können sehr lang sein – über Staats- und sogar Landesgrenzen hinweg.
Für längere Leitungen werden effizientere Hochspannungen eingesetzt. Beispielsweise halbiert sich der Strom bei gleicher Übertragungsmenge, wenn die Spannung verdoppelt wird. Die Übertragungsverluste in Leitungen sind proportional zum Quadrat des Stroms, sodass sich die Verluste langer Leitungen bei einer Verdopplung der Spannung um den Faktor vier reduzieren. Verteilungsleitungen verlaufen sternförmig über Städte und deren Umland und breiten sich radial wie ein Baum aus. Diese baumartige Struktur geht von einem Umspannwerk aus, verfügt aber aus Gründen der Versorgungssicherheit üblicherweise über mindestens eine ungenutzte Backup-Verbindung zu einem nahegelegenen Umspannwerk. Diese Verbindung kann im Notfall schnell aktiviert werden, sodass das Versorgungsgebiet eines Umspannwerks von einem alternativen Umspannwerk versorgt werden kann.
Veröffentlichungsdatum: 31. Dezember 2020
