Ein Stromnetz bezeichnet ein Netzwerk, welches zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie dient. Das Netzwerk besteht im wesentlichen aus Leitungen, Schaltanlagen und Umspannwerken. Das Stromversorgungsnetz in Deutschland wird mit Dreiphasenwechselstrom betrieben, besitzt eine Netzfrequenz von 50 Hz und umfasst vier Spannungsebenen.
Geographie und Geometrie
- Verbundnetze – elektrisch verbundene, räumlich ausgedehnte Netze
- Inselnetze – elektrisch getrennte, kleine Netze
- Bordnetze – Netze in Fahr- und Flugzeugen
Spannungsebenen
- Höchstspannung – 220kV bis 1150kV (220kV oder 380kV in Deutschland)
- Hochspannung – 60kV bis 150kV (110kV in Deutschland)
- Mittelspannung – 1kV bis 35 kV (städtisch 10kV und ländlich 20kV bis 25kV in Deutschland)
- Niederspannung – bis 1kV (230V/400V Hausanschluss in Deutschland)
Netzformen/Netztopologien
- Strahlennetze werden von einer Stelle gespeist und besitzen Stichleitungen, welche strahlenförmig zu den Verbrauchsstellen laufen. Vorteile sind ein geringer Planungsaufwand und geringe Anforderungen an den Netzschutz. Die geringe Versorgungssicherheit ist ein Nachteil. Niederspannungsnetze werden meist strahlenförmig aufgebaut.
- Ringnetze werden von einer oder mehrerer Stellen gespeist und die Verbraucher im Ring angeschlossen. Verbraucher werden somit von zwei Seiten versorgt. Der Vorteil ist die erhöhte Versorgungssicherheit. Ein Nachteil kann der erhöhte Aufwand an den Netzschutz darstellen. Große Niederspannungsnetze und Mittelspannungsnetze werden meist ringförmig aufgebaut. Eine Sonderform der Ringnetze bilden z.B. 110kV Verteilnetze welche oftmals als doppelte Ringleitungen aufgebaut werden.
- Maschennetze bestehen aus mehrere Knoten und Zweige welche mehrere Einspeisungen und Verbraucher zusammenschalten. Verbraucher werden über mindestens zwei Leitungen gespeist. Der Vorteil ist die sehr hohe Versorgungssicherheit. Der Nachteil ist die Notwendigkeit eines komplexen Netzschutzes. Übertragungsnetze der Hoch- und Höchstspannungsebenen aber auch 110kV Verteilnetze werden als Maschennetze aufgebaut. Verbundnetze bestehen im Regelfall aus der Kombination mehrerer Maschennetze.
Funktionen der Netze
- Das Übertragungsnetz verteilt die von Großkraftwerken erzeugte Energie landesweit. Es verbindet über Kuppelleitungen das deutsche Stromnetz mit dem internationalen Verbundnetz.
- Das Verteilnetz verteilt die vom Übertragungsnetz und mittelgroßen Kraftwerken eingespeiste Energie regional. Großkunden werden direkt an das Verteilnetz angeschlossen.
Netzkilometer des deutschen Stromnetzes
| Spannungsebene | Stromkreislänge in km | Stromkreislänge in % |
| Höchstspannung | 35.000 | 2 |
| Hochspannung | 95.000 | 5 |
| Mittelspannung | 510.000 | 28 |
| Niederspannung | 1.150.000 | 65 |
| Summe | 1.790.000 | 100 |
Gleichstromübertragung (HGÜ)
Für Übertragungen über weite Strecken, insbesondere Seekabel, werden Leitungen mit hochgespanntem Gleichstrom eingesetzt. Stromnetze mit unterschiedlicher Frequenz oder Phasenzahl oder Stromnetze welche nicht miteinander synchronisiert sind, können ebenfalls über die Hochspannungsgleichstromübertragung gekoppelt werden.
Quellen
[1] Monitoringbericht 2014 – Bundesnetzagentur; Seite 22