Leistungsverlust bei Fernleitungen
Hallo Community, wieso gibt es eigentlich einen Leistungsverlust in Fernleitungen ?
3 Antworten
gemäß dem ohmschen Gesetz setzt jeder elektrische Leiter dem Strom einen bestimmten Widerstand entgegen, je länger und dünner der Leiter ist, desto größer ist auch sein Widerstand.
lg, Anna
Da der Wiederstand größer wird, wird auch die Abnahme größer, als Vergleich, es ist schwieriger lange Strecken zu laufen als kurze. Also den Verlust gibt es auch bei kurze Leitungen nur längst nicht so stark
Zunächst ist das mal der Ohmsche Leitungswiderstandsverlust, der einfach mit W=RxI² geht. (Anna's Antwort) Hinzu kommt dann bei Wechselstrom, dass der Strom aus dem Leiter verdrängt wird, also nicht der gesamte Querschnitt gleich leitet. Das umgeht man mit 2-fach oder 4-fach Leitungen. Ein weiteres Problem ist, dass bei langen Strecken bei Wechselstrom durch die Kapazitä/Induktivität unangenehme Effekte auftreten, die man bei Gleichstromübertragung umgehen kann. Bei langen Strecken liegt man bei Gleichstromübertragung zwischen 5% und 10 % Verlust pro 1000 km.
Bei Wiki nachzulesen: http://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungs-Gleichstrom-%C3%9Cbertragung
Diese Phasenverschiebungen meinte ich mit dem Vermerk auf die unangenehmen Effekte von Kapazität/Induktivität. Da hätte man die maximalen Entfernungen für Drehstromübertragungen ausrechnen können oder zeigen, dass Untwerwasserkabel ganz kritisch sind. Ich wollte den Fragesteller nicht überstrapazieren. Ich denke es ist schon schwer genug für den Laien zu verstehen, dass bei Wechselstrom nicht der ganze Leiter leitet. Wer kennt schon den Skineffekt?
Diese Verluste bei Unterschiedlicher Leitungslänge haben aber nichts mit Induktivität und Kapazität zu tun! Sie resultieren allein aus der unterschiedlichen Leitungslänge!
Das zu verstehen ist sicher nicht ganz einfach, und ohne tieferen Einblick nicht zu verstehen. Aber als Begründung für die Leitungsverluste gehört es dazu. Zu den Induktiven Verlusten gehört, dass sich z.B wie bei einem Trafo über die lange Strecke Energie in die Erdung einkoppelt, und damit verloren ist.
Für den Laien sicher nicht ganz einfach oder nahezu unmöglich zu verstehen. Ich sehe mich außerstande hier die Theorie der Leitungen in wenigen Worten zusammen zu fassen. Da kann ich nur verweisen auf das Buch meines Lehrers H.G. Unger, "Theorie der Leitungen", leider vergriffen aber in den Unibibliotheken sicher zu finden oder auf Meinke/Gundlach, "Taschenbuch der Hochfrequenztechnik", wo man das auch alles findet.
Da brauch ich jetzt nicht groß irgendwelche Bücher anführen. Das Thema ist grundlegend beim E-Tecdhnik-Studium. Da gibts mit Sicherheit mehr als zwei Bücher, auch aktuelle.
Aber überleg Dir doch einmal: Wenn ein Generator an Stromnetz geschaltet wird, muss er zuvor mit dem Netz synchronisiert werden, da mit da keine Energie vom Netz in den Generator fliest. Die Geschwindigkeit der 50Hz-Welle ist mit nahezu Lichtgechwindigkeit begrenzt, so dass unterschiedliche Leitungslängen automatisch zu einer Phasenverschiebung führen. Das führt natürlich zu Ausgleichsströmen, die letztlich als Verluste zu verbuchen sind.
Da widerspreche ich nicht. Ich schau das aus der Sicht der Hochfrequenz an. Da ist ja die Physik die Gleiche, die Effekte allerdings schon bei kurzen Leitungen gut sichtbar.
Die induktiven Lasten koppeln Leistung aus der Leitung aus
Bleibt noch anzumerken, dass die Leistung auch auf mehreren Wegen zum Verbraucher fliesen kann, und durch die unterschiedlichen Leitungslängen eine Phasenverschiebung auftritt, die ebenfalls zu Verlusten führt.
Bei HGÜ (Hochspannungsgleichstromübertragung) fallen diese Verluste weg, da am Einspeisepunkt immer Phasengleich eingespeist wird.