Sternpunktverschiebung

In diesem Artikel geht es um das Phänomen der Sternpunktverschiebung, das bei einem Ausfall des Neutralleiters in der unsymmetrischen Sternschaltung auftritt.

In Drehstromsystemen ist ja bekanntlich die Sternschaltung eine sehr häufig vorkommende Grundschaltung.

Die einzelnen Verbraucher liegen zwischen dem jeweiligen Außenleiter und dem Sternpunkt, der über den Neutralleiter mit dem anderen Anschluss der jeweiligen Spannungsquelle verbunden ist.

Diese Konfiguration haben wir uns ja bereits im Video zu Sternschaltung in Drehstromsystemen angeschaut.

Ein Sonderfall der Sternschaltung ist die symmetrische Last. Hier addieren sich die einzelnen Strangströme am Sternpunkt zu Null.

Es fließt kein Strom über den Neutralleiter zurück zur Spannungsversorgung.

Also kann dieser Neutralleiter weggelassen werden. Und das wird er auch. Beispielsweise bei Drehstrommotoren. Drehstrommotoren bestehen aus drei identischen Spulen, die so eine symmetrische Last darstellen.

Sternpunktverschiebung in Drehstromsystemen

Was ist aber, wenn bei einer unsymmetrischen Last, also bei drei unterschiedlichen Lastwiderständen der Neutralleiter durch Unterbrechung ausfällt.

Der Sternpunkt ist dann nicht mehr starr mit dem speisenden Drehstromsystem verbunden und hängt dann quasi in der Luft.

Das Potential dieses Sternpunktes wird dann vom speisenden starren Drehstromsystem und von den einzelnen Impedanzen in den Strängen festgelegt.

Nur bei einer symmetrischen Last liegt dieser Sternpunkt dann „zufällig“ auf einem Potential von 0 V.

Bei unterschiedlichen Lasten erhält der Sternpunkt ein abweichendes Potential.

Man sagt: Der Sternpunkt verschiebt sich.

Und spricht von einer Sternpunktverschiebung.

Das Potential des Sternpunkts lässt sich über ein Gleichungssystem bestimmen. Man stellt also analog zu den Verfahren in Gleichstromnetzen ein Gleichungssystem mit den drei Spannungsquellen und den drei Strängen auf und löst dieses dann komplexe Gleichungssystem.

Alternativ kann man auch mit dem Überlagerungsverfahren arbeiten.

In diesem Video wird aber zunächst einmal nicht gerechnet, sondern das Phänomen der Sternpunktverschiebung anhand einer PSPCIE-Simulation gezeigt.

Viel Spaß mit dem Video.


Wolfgang Bengfort

Wolfgang Bengfort (Dipl.-Ing. Elektrotechnik) unterrichtet nach 10-jähriger Berufstätigkeit in der freien Wirtschaft seit 2003 die Fächer Elektrotechnik und Informatik an berufsbildenden Schulen.  Er ist Gründer und Betreiber der Elektrotechnik eLearning Plattformen ET-Tutorials und ET-Akademie.

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