In den folgenden Kapiteln werden wir auf wichtige Bereiche dieses Netzes, insbesondere auf die Verbindungen der verschiedenen Ebenen und die Knotenpunkte der Verteilung eingehen.
3.2 Wieso gibt es verschiedene Netzebenen - physikalisch-technische Erklärung
In der Einleitung ist die Bedeutung, die Notwendigkeit der verschiedenen Netzebenen schon angedeutet worden.
Hier noch einmal die physikalisch-technische Begründung für diese Struktur:
Die elektrische Leistung (P), die in einem Stromkreis übertragen wird, ergibt sich aus dem
Produkt aus Spannung (U) und Stromstärke (I).
In der Formelsprache damit: P=U*I, mit den zugehörigen Einheiten 1W=1V*1A.
Soll also eine bestimmte Leistung übertragen werden, nehmen wir als Beispiel für unseren Schulkomplex an einem sehr dunklen, kalten Wintertag geschätzt P=100kW=100 000W, so wäre dies grundsätzlich möglich bei
U
I
P=U*I
250V
400A
100 000W
10 000V
10A
100 000W
Hier zeigen sich beispielhaft die Vor- und Nachteile:
Hohe Spannungen erfordern größeren Aufwand bei der Isolierung (z.B. "einige Meter Luft" bei Freileitungen); sie sind gefährlicher.
Hohe Stromstärken machen Leitungen mit großem Querschnitt notwendig, da hohe Stromstärken sonst zu starker Erwärmung der Kabel und damit zu "beliebig großen" Energie- bzw. Leistungsverlusten entlang der Leitungen führen würden.
Die Entwicklung der gesamten Verbundnetzstruktur stellt - kurz und vereinfachend ausgedrückt - immer einen Kompromiss zwischen
technischem und finanziellen Aufwand einerseits und