Warum gibt es in Deutschland 230 und 400V?
Hallo, in Deutschland verwenden wir 230 oder 400 V in unseren Niedrigspannungsebenen. 1. Warum verwenden wir diese unterschiedlichen Spannungen? 2. Was ist der Unterschied zwischen den Spannungen? Oder habe ich etwas falsch verstanden? Bitte einfach erklären. Mit freundlichen Grüßen Simon Fuchsloch
11 Antworten
Das ist geschichtlich und technisch bedingt, hat sich quasi so ergeben.
Wenn man das Netz heute entwickeln würde, sähe es vielleicht anders aus.
Unser Stromnetz muss sog. Drehstrom enthalten, das ist ein 3-phasiger Wechselstrom. Dies war früher zwingend nötig, um elektrische Maschinen in Gang zu setzen. Auch für den Bau der Generatoren ist es günstig, einen mehrphasigen Strom zu erzeugen.
Die Spannung könnte auch anders sein, es gibt keinen zwingenden Grund, genau 400 oder 230V zu haben.
Dass es zwei Spannungen sind, ergibt sich direkt aus dem Drehstrom:
- Da man ihn symmetrisch haben will, erdet man den mittleren Sternpunkt, den gemeinsamen Anschluss der drei Phasen. Zwischen diesem Sternpunkt (Erdung, gleiches Potential wie Neutralleiter) und jeder Phase haben wir ca. 230V (Effektivwert, der Spitzenwert ist 325V)
- Zwischen zwei Phasen haben wir die Differenzspannung zweier Phasen, und zwar vektoriell gesehen, also inklusive des zeitlichen Unterschieds (Phasenverschiebung). Dies ergibt die 400V Effektivwert, wie man selbst aus der Grafik ermitteln kann (Spitzenwert 566V). Auch mathematisch lässt es sich herleiten. Geometrisch ist der Faktor Wurzel 3 dazwischen.
- Somit gibt es 6 "Spannungsquellen" in unserem Netz: je 3 Phasen zu 230V und 400V, je unter sich 120° oder 1/3 Periode phasenverschoben.
Vielleicht helfen die die Bilder noch weiter.
du hast noch nach dem Unterschied der beiden Spannung gefragt.
- Ausser dem Spannungsbetrag gibt es aus Sicht des Verbrauchers keinen Unterschied.
- Beide sind sinusförmig und haben 50Hz Frequenz.
- Für einen einzelnen, einphasigen Verbraucher ist die Phasenlage (Zeitverschiebung gegenüber den andern Phasen) völlig egal.
- Nur Drehstrommaschinen benötigen mehrere Phasen und hier meist 400V. Aber auch das kann man heute mit Elekronik auch aus einphasigem Strom machen. Oder mittel Kondensatoren Pseudoä-Drehstrom.
- Die 400V Spannung (U) werden oft für Geräte mit höheren Leistungen genommen (z.B. Elektroherde), weil man dann bei gegebenem Drahtquerschnitt mehr Leistung P bekommt, ohne die Stromstärke I erhöhen zu müssen. P = U * I
Grundsätzlich gibt es in Deutschland einen Dreiphasenwechselstrom mit 400 Volt. Für den normalen Haushalt greift man eine Phase ab und die hat dann 230 V.
Sogesehen gibt es nur 230V bei dir im Haus Jeder der 3 Außenleiter führt 230V gegen N/PE.
Die 400V kommen zustande indem alle 3 Phasen genutzt werden durch die Phasenverschiebung zwischen den 3en herscht eine Spannung von 400V (Phase gegen Phase).
400V hat den vorteil das man mit weniger Strom auf die selbe Leistung kommt. Das bedeutet man muss keine riesen Querschnitte verlegen.
LG
Die Höhe der Spannung im europäischen elektrischen Verbundnetz entspringt einer mehr oder weniger zufälligen historischen Vereinbarung. Man musste hier einen Kompromiss finden zwischen Wirtschaftlichkeit des Energietransports einerseits und Unfallsicherheit andererseits. Dieser Kompromiss fiel z.B. in den USA etwas anders aus als in Europa.
Von der Grundstruktur des Versorgungsnetzes setzte sich allmählich überall der Dreiphasenwechselstrom, d.h. der Drehstrom, durch, in den USA nach jahrelangen politischen Kämpfen (Auch hier ging es wieder um die Unfallsicherheit), die ganze Bankenkonsortien bedrohten.
Der Wechselstrom hat zunächst den entschiedenen Vorteil der unmittelbaren Transformierbarkeit. Der Dreiphasenwechselstrom bringt diverse weitere Vorteile, v.a. die Möglichkeit des Betriebes robuster, schleifringloser Drehstrommotoren. Siehe Wiki "Dreiphasenwechselstrom" bzw. Drehstrom.
Bei einem großflächigen Stromversorgungsnetz ist aus Gründen der Betriebssicherheit die Erdung eines stromführenden Leiters zwingend. Da bietet sich die Erdung des "Sternpunktes" am Transformator an. Damit ergibt sich die Möglichkeit, neben der Außenleiterspannung, d.h. der Spannung zwischen den drei Außenleitern (den "Phasen", heute allgemein 400 V) eine zweite Spannung abzugreifen, nämlich die Spannung zwischen einem beliebigen Außenleiter und einem geerdeten Leiter ("Phase" und "Nullleiter"). Diese Spannung beträgt naturgemäß Außenleiterspannung durch Wurzel3 (heute allgemein 230 V). Siehe dazu Wiki "Verkettungsfaktor".
Diese "Sternspannung" hat sich allmählich zum Betrieb der Haushaltsinstallationen durchgesetzt. Die Außenleiterspannung ("Dreieckspannung") kommt fast nur beim Betrieb von Drehstrommotoren in der "Dreieckschaltung" zum Einsatz. Der Vorteil liegt hier in der Möglichkeit, beim Anlauf von Maschinen den Anlaufstrom zu reduzieren durch eine vorübergehnde Sternschaltung des Motors, der läuft dann mit der kleineren "Sternspannung" an. Siehe dazu Wiki "Stern-Dreieck-Schaltung".
Der Generator hat 3 Wicklungen,die am Umfang gleichmäßig verteilt (um jeweils 120° versetzt) sind.
Dies ergibt dann 3 Wechselspannungen,die auch um 120° versetzt sind,
Diese 3 Wiklungen kann man in "Dreieckschaltung" verbinden und in "Sternschaltung" verbinden.
bei der "Sternschaltung" ist das "Zentrum" mit den N-Leiter (blau) oder auch "Nulleiter" genannt verbunden.
Der Schutzleiter , (grün-gelb), ist nur zum Schutz da und ist mit den Gehäuse und den Schutzschalter (FI-Schalter) im Sicherungskasten verbunden.
Kommt nun ein spannungsführender Draht mit den Gehäuse in Verbindung,dann fließt ein Strom über das Gehäuse und den Schutzleiter zum FI-Schalter und die Anlage wird sofort abgeschaltet.
Das eigentliche Stromnetz (Drehstromnetz) besteht aus den 4 Drähten
L1 (Leiter 1,schwarz) ,L2 (leiter 2,braun) , L3 (leiter 3,grau) und den N-leiter (blau)
Spannungen zwischen den Drähten L1,L2 u.L3 jeweils 400 V
" einen der Leiter ,L1,L2 oder L3 und den N-Leiter 230 V
Die 230 V werden für die Beleuchtung und kleine Mortoren benutzt.
Mischmaschine mti einen Motor mit 2KW (2000 Watt) Leistung.
Für Leistungen über 2 KW werden die 3 Leiter l1,L2 u.L3 benutzt (Backofen,Motoren über 2 Kw Leistung).
Ob man nun 230 V benutzt oder 120 V ,wie in den USA, ist festgelegt worden
Abschätzung von Gefahr und Nutzen.
Durch dieses "Drehstromnetz" kann man besonders einfache Motoren bauen,den Drehstrommotor.
Dieser hat keine Schleifringe ,sondern nur 2 Lager (vorne und hinten).Wenn nun die Isolierung und die Wicklungen nicht kaputt gehen,dann läuft dieser Motor ewig und man muss nur manchmal die 2 Lager rechtzeitig austauschen.