Wechselstromsystem

Wechselstromsystem bezeichnet das elektrische Netzsystem zur Erzeugung, Übertragung und Verteilung von Wechselstrom zur Versorgung von Verbrauchern.

Wechselstrom ist elektrischer Strom, dessen Betrag und Richtung periodisch wechseln, üblicherweise sinusförmig. Typische Netzfrequenzen sind 50 Hz in den meisten kontinentalen Ländern und 60 Hz in Nordamerika. Die Fähigkeit, Spannung mittels Transformatoren zu ändern, macht Wechselstrom besonders geeignet für lange Streckenübertragung.

Aufbau: Erzeugung in Kraftwerken durch Synchrongeneratoren, Hochspannungsübertragung über Leitungen, Umspannwerke mit Transformatoren, Verteilnetze bis zu Endverbrauchern. Drei Phasen sind heute weltweit vorherrschend, weil sie eine gleichmäßigere Leistung liefern und sich leichter transformieren lassen.

Schwerpunkte der Netztechnik: Hochspannungstransmission reduziert Leitungsverluste; Netzfrequenz muss stabil gehalten werden, damit Verbraucher und Maschinen zuverlässig arbeiten; Schutz- und Steuerungseinrichtungen wie Schutzrelais, Leistungsschalter, Netzschutzkonzepte; Synchronisation der Generatoren am Netz.

Historischer Kontext: In den späten 1800er Jahren setzte sich Wechselstrom gegenüber Gleichstrom durch; Pioniere wie Nikola Tesla trugen dazu bei; die Einführung von Hochspannungsverteilung ermöglichte großräumige Stromnetze.

Zukunft: Wechselstromnetze integrieren zunehmend erneuerbare Energien, Mikronetze, Smart Grid-Technologien, Elektrifizierung des Verkehrs; Herausforderungen: Frequenz- und Spannungstabilität, Netzausbau, Kabel- und Umspannwerkbedarf.