Transformatoren#

Mit einem Transformator werden vor allem Spannungen erhöht oder verringert. Ein Transformator besteht im Prinzip aus zwei nebeneinander liegenden Spulen, mit gleicher oder unterschiedlicher Windungsanzahl. Eine Windung ist, wenn der Draht einmal um den Spulenkörper herumgeführt wird. Die Gesamtheit der Windungen wird als Wicklung bezeichnet. Auf der Eingangswicklung wird ein sich änderndes Magnetfeld durch die anliegende Wechselspannung erzeugt. Auf der Ausgangswicklung wird eine Induktionsspannung erzeugt. Die Höhe dieser Spannung ist abhängig vom Windungssverhältnis der Primär- und Sekundärseite des Transformators: Ist die Anzahl der Windungen auf der Primärseite größer als auf der Sekundärseite, dann ist die Ausgangsspannung kleiner als die Eingangsspannung, und umgekehrt.

Als gegen Ende des 19. Jahrhunderts große Stromnetze aufgebaut wurden und immer größere Reichweiten annahmen, da war der Einsatz von Transformatoren (und damit die Nutzung von Wechselstrom) die einzige technische Möglichkeit, um hohe Spannungen zu erzeugen und diese Spannungen dann beim Zielort wieder auf das dort benötigte Niveau herunter zu setzen (wobei nur hohe Spannugnen große Energieverluste vermeiden). Es hat sich diese Struktur des Transports elektrischer Energie durch Wechselstrom kaum mehr grundlegend verändert, obwohl im Laufe der Zeit weltweit auch einige Gleichstrom-Übertragungsanlagen gebaut worden sind.

Der Energieverlsut bei Gleichstrom liegt bei sehr hohen Spannungen bei nur 3 Prozent pro 1000­ km. Dazu kommen als weitere Verlustquellen Umwandlungen in den Kopfstationen, in denen Gleichstrom erzeugt oder wieder in Wechselstrom für die örtlichen Anforderungen umgewandelt wird. Insgesamt sind die Verluste wesentlich geringer als bei Wechselstrom bei großen Distanzen, auch wenn die Konverterstationen einen hohen Kostenfaktor ausmachen. Deshalb benötigt diese so genannte Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung derzeit noch eine gewisse Mindestlänge, um wirtschaftlich zu werden. Hierfür bieten sich Situationen an, wo der Ort der Stromerzeugung sehr weit vom Ort der Stromnutzung entfernt ist, wie z.B. in Kanada, wo eine 760 kV Leitung das zweitgrößte Kraftwerk Kanadas an den Churchill Falls in Labrador mit den weit im Süden liegenden Teilen Quebecs verbindet.

Nebenbei: Sollte sich jemand für das ungewöhnliche Kraftwerk Churchill Falls interessieren, so kann er einiges im SF Book von Maurer im nicht-SF Teil nachlesen: XPERTENDas ParanetzGraz2004 !