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VoltBase Grundlagen Scheinleistung
Thema 16 Grundlagen

Scheinleistung

Die gesamte Netzbelastung: Was Scheinleistung ist, warum Transformatoren und Generatoren in kVA angegeben werden und wie du sie berechnest.

ca. 6 Minuten Fortgeschritten Quiz mit 10 Fragen
01

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.

Gleiche Wirkleistung, unterschiedlicher Strom Ein Heizlüfter mit 2.000 Watt und cos phi 1 braucht 2.000 VA und 8,7 Ampere. Ein Motor mit 2.000 Watt Wirkleistung und cos phi 0,7 braucht 2.857 VA und 12,4 Ampere. Heizlüftercos φ = 1Motorcos φ = 0,7 P = 2.000 WP = 2.000 W S = 2.000 VA · I = 8,7 A S ≈ 2.857 VA · I ≈ 12,4 A blau: Wirkleistung, rot: Mehrbedarf durch Blindleistung
Gleiche Wirkleistung, anderer Strom: Der Motor setzt genauso viel Wirkleistung um wie der Heizlüfter. Wegen seines schlechteren Leistungsfaktors muss das Netz aber 43 % mehr Scheinleistung liefern, und durch die Leitung fließt entsprechend mehr Strom. Für die Auslegung von Leitung und Absicherung zählt der Strom.
02

Die Formeln

Einphasen-Wechselstrom
S=U · I
S in VA · U in V · I in A
Drehstrom
S=√3 · U · I
U = Außenleiterspannung 400 V
Aus P und Q
S=√(P² + Q²)
Leistungsdreieck

Wirk-, Blind- und Scheinleistung bilden zusammen das Leistungsdreieck (siehe Blindleistung). Der Leistungsfaktor verbindet sie: P = S · cos φ und Q = S · sin φ.

LeistungZeichenEinheitBedeutung
WirkleistungPWwird in Arbeit, Wärme, Licht umgesetzt
BlindleistungQvarpendelt, baut Felder auf
ScheinleistungSVAGesamtbelastung von Netz und Leitung
03

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.

Großes Notstromaggregat in einem schwarzen Stahlrahmen, links der Dieselmotor, rechts der schwarze Generator
Notstromaggregat mit 1.750 kVA: Links der Dieselmotor, rechts der Generator. Generatoren, Transformatoren und USV-Anlagen werden in kVA bemessen, weil ihre Erwärmung vom Strom abhängt, egal ob er Wirk- oder Blindleistung überträgt. Bei cos φ = 0,8 kann dieses Aggregat 1.400 kW Wirkleistung liefern.

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.
04

Rechenbeispiele

01 Nennstrom eines Transformators

Ein Ortsnetztransformator hat 630 kVA, die Unterspannung beträgt 400 V. Welcher Strom fließt auf der Niederspannungsseite bei Nennlast?

S = 630 kVAU = 400 VDrehstrom
  1. Formel umstellen: I = S√3 · U
  2. I = 630.000 VA1,732 · 400 V ≈ 909 A
  3. Ergebnis: I ≈ 909 A
02 Leistung eines Hausanschlusses

Ein Hausanschluss ist mit 3 × 63 A abgesichert. Welche Scheinleistung kann er höchstens liefern?

U = 400 VI = 63 A
  1. S = √3 · 400 V · 63 A ≈ 43.650 VA
  2. 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.

03 Generator für eine Baustelle

Auf einer Baustelle laufen Maschinen mit zusammen 16 kW Wirkleistung, cos φ = 0,8. Welche Scheinleistung muss der Generator mindestens haben?

P = 16 kWcos φ = 0,8
  1. S = Pcos φ = 16 kW0,8 = 20 kVA
  2. Ergebnis: mindestens 20 kVA

Praxis: Wegen der hohen Anlaufströme von Motoren wählt man den Generator deutlich größer, oft das Doppelte.

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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.
Merke

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.

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Quiz: Teste dich

Zehn Fragen zum Thema Scheinleistung. Nach jeder Antwort bekommst du eine Erklärung. Dein Fortschritt wird auf diesem Gerät gespeichert.

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