Unter einem Stromausfall versteht man eine unbeabsichtigte Unterbrechung der Versorgung mit Elektrizität. Stromausfälle entstehen durch eine Unterbrechung des Stromkreises oder ein Ungleichgewicht von Bereitstellung und Bedarf.
Stromausfälle im Bereich von Stromnetzen auf der Hochspannungsebene werden nach ihrer Dauer unterschieden:
1.: Kurzzeitiger Ausfall im Zeitberech von wenigen Sekundenbruchteilen, umgangssprachlich auch als Netzwischer bezeichnet, wobei nach dieser kurzen Zeit die Energieversorgung automatisch wieder hergestellt wird. Ursachen können auf Vertreiberebene kurzfristige Ereignisse wie Blitzeinschläge, Erdschluss, Lichtbogenfehler bei Freileitungen oder in seltenen Fällen auch Schaltfehler im Bereich von Schaltanlagen oder Umspannwerken sein. Notstromaggregate sollten in diesen Fällen in der Lage sein, ausreichend schnell auf diese Fehler zu reagieren.
2.: Kurzzeitige Spannungsabsenkung infolge Überlastung aufgrund unvorhergesehener Ereignisse. Dieser Zustand tritt inbesondere in kleineren Stromnetzen oder unterdimensionierten Netzen mit zu geringer verfügbarer Regelleistung auf. So eine kurzzeitige Spannungsabsenkung- auch Brown-Out genannt- kann auch ein Anzeichen für einen bevorstehenden Totalausfall sein.
3.: Mittel- bzw. langfristiger Stromausfall oder Totalausfall, welcher durch einen kompletten Spannungsausfall im Minutenbereich bis in den Bereich einiger Stunden dauern kann. Diese Art von Ausfällen werden auch als Blackout bezeichnet und können beispielsweise als Folge extremer Wetterereignisse entstehen.
Elektrizität wird auf verschiedenen Leitungswegen zu den Verbrauchern transportiert. Fällt ein bestimmter Übertragungsweg aus, müssen die anderen Leitungen die Zusatzlast tragen. Sie erwärmen sich stärker oder werden auf eine andere Art überlastet. Sie könnten nun ebenfalls – und noch leichter – ausfallen. Eine Kettenreaktion ist die Folge. Oft ist es besser, gleich ein ganzes Gebiet abzuschalten, bis das Ausgangsproblem behoben ist.
Im Normalbetrieb wird der rechte Teil des Netzes durch drei Leitungen versorgt.
Fällt eine Leitung aus, müssen die beiden anderen Leitungen die Übertragung der Energie übernehmen. Energie bedeutet Energieverlust – Wärme. Sie dehnen sich stärker aus.
Die Bäume unter den Leitungen können zum Problem werden. Im Normalbetrieb ist ausreichend Sicherheitsabstand vorgesehen.
Im Überlastungsbetrieb hängen die Leitungen durch die Wärmeausdehnung weiter durch. Bäume können gestreift werden. Nun ist auch diese Leitung weg vom Netz – und alle anderen müssen noch mehr Energie transportieren. Ein Dominoeffekt kann entstehen, der das gesamte Leitungsnetz zum Zusammenbruch bringt.
Es ist oft besser, ein ganzes Gebiet vom Netz wegzuschalten, bis das eine Leitungsproblem gelöst ist, damit die anderen Leitungen nicht durch die Zusatzbelastung ebenfalls wegfallen.
Detail: Warum Hochspannung?
Wir sprechen von Elektrischer Energie, die gebraucht wird. Sie muss transportiert werden, über Leitungen. Nicht nur die Menge der Energie ist dabei wesentlich, sondern auch die Zeit, in der sie übertragen werden muss. Es ist demnach die “elektrische Leistung”, auf die es ankommt. (Energie pro Zeit).
Die Formel für die elektrische Leistung P lautet:
P= U•I
U…Spannung
I…Strom
Man kann die selbe Leistung sowohl durch wenig Spannung U und viel Stromstärke I übertragen, als auch durch viel Spannung U und wenig Stromstärke I.
Stromstärke ist nun aber das Fließen von Ladungen. Sie stoßen an die Atome des Kabels. Strom bedeutet also immer auch Reibungswärme – Energieverlust. Viel Strom bedeutet: viel Energieverlust.
Man entscheidet sich daher beim Energietransport von elektrischen Strom für folgende Version: Geringe Stromstärke bei hohen Spannungen – das Hochspannungsnetz.
Link: FAZ: Südafrika in der Stromkrise
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