Worum geht es?
Die Scheinleistung ist ganz einfach Spannung mal Strom. Sie sagt, wie stark Netz, Leitungen und Transformator insgesamt belastet werden. Ihr Zeichen ist S, die Einheit VA (Volt-Ampere).
Wie beim Bier im Glas: Das ganze Glas ist die Scheinleistung. Das Bier darin ist die nutzbare Wirkleistung, der Schaum oben ist die Blindleistung. Schleppen musst du das ganze Glas. Rechnerisch zählen Bier und Schaum aber nicht einfach zusammen, sondern wie die Seiten eines Dreiecks (siehe unten).
Beim Heizstab gibt es keinen Schaum: Schein- und Wirkleistung sind gleich groß. Bei Motoren kommt Blindleistung dazu, die Scheinleistung ist dann größer.
Die Formeln
Wirk-, Blind- und Scheinleistung bilden zusammen das Leistungsdreieck (siehe Blindleistung). Der Leistungsfaktor verbindet sie: P = S · cos φ und Q = S · sin φ.
| Leistung | Zeichen | Einheit | Bedeutung |
|---|---|---|---|
| Wirkleistung | P | W | wird in Arbeit, Wärme, Licht umgesetzt |
| Blindleistung | Q | var | pendelt, baut Felder auf |
| Scheinleistung | S | VA | Gesamtbelastung von Netz und Leitung |
Warum Geräte in kVA bemessen werden
Ein Transformator oder Generator wird durch den Strom in seinen Wicklungen warm, und durch die Spannung an seiner Isolierung belastet. Welcher Teil des Stroms Wirk- und welcher Blindleistung überträgt, ist ihm egal. Deshalb steht auf dem Typenschild die Scheinleistung in kVA, nicht die Wirkleistung in kW.
Foto: Fisherman 1790, „Notstromaggregat 1750 kVA mit Perkins 4012 Dieselmotor“, Lizenz: CC BY-SA 4.0, Quelle: Wikimedia Commons, verkleinert.
- Ortsnetztransformator: typisch 250, 400 oder 630 kVA für ein Wohngebiet.
- USV-Anlage: oft mit zwei Angaben, zum Beispiel 3.000 VA und 2.700 W. Beide Grenzen müssen eingehalten werden.
- Hausanschluss: Ein Drehstromanschluss mit 3 × 63 A stellt rund 43,6 kVA zur Verfügung.
Rechenbeispiele
Ein Ortsnetztransformator hat 630 kVA, die Unterspannung beträgt 400 V. Welcher Strom fließt auf der Niederspannungsseite bei Nennlast?
- Formel umstellen: I = S√3 · U
- I = 630.000 VA1,732 · 400 V ≈ 909 A
- Ergebnis: I ≈ 909 A
Ein Hausanschluss ist mit 3 × 63 A abgesichert. Welche Scheinleistung kann er höchstens liefern?
- S = √3 · 400 V · 63 A ≈ 43.650 VA
- Ergebnis: S ≈ 43,6 kVA
Einordnung: Eine Wallbox mit 11 kW, ein Durchlauferhitzer mit 21 kW und ein Herd mit rund 10 kW zusammen würden schon fast alles ausschöpfen. Deshalb fragt der Netzbetreiber bei großen Verbrauchern vorher nach.
Auf einer Baustelle laufen Maschinen mit zusammen 16 kW Wirkleistung, cos φ = 0,8. Welche Scheinleistung muss der Generator mindestens haben?
- S = Pcos φ = 16 kW0,8 = 20 kVA
- Ergebnis: mindestens 20 kVA
Praxis: Wegen der hohen Anlaufströme von Motoren wählt man den Generator deutlich größer, oft das Doppelte.
Typische Fehler
- kVA und kW gleichgesetzt: Ein Generator mit 20 kVA liefert bei cos φ = 0,8 nur 16 kW Wirkleistung.
- √3 bei Drehstrom vergessen: Mit 400 V und ohne √3 wäre das Ergebnis um 73 % zu groß.
- Leistungen addiert statt geometrisch: S ist nicht P + Q, sondern √(P² + Q²).
- Strom aus P statt aus S berechnet: Für Leitungen und Absicherung zählt der wirkliche Strom. Bei Motoren also immer mit cos φ rechnen oder gleich den Nennstrom vom Typenschild nehmen.
Die Scheinleistung ist Spannung mal Strom und beschreibt die Gesamtbelastung: S = U · I, bei Drehstrom S = √3 · U · I. Einheit VA. Transformatoren, Generatoren und USV-Anlagen werden in kVA angegeben, weil ihre Erwärmung vom Strom abhängt.
Quiz: Teste dich
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