krachtverlies..

Voor al je vragen over het elektriciteitsnet, hoog- en middenspanningstechniek waarop je het antwoord maar niet kunt vinden. Wellicht kan iemand je helpen
Rick
66 kV
Berichten: 69
Lid geworden op: 05 mei 2013 16:37
Dichtstbijzijnde trafo: Oterleek

krachtverlies..

Bericht door Rick » 22 mei 2013 18:27

Misschien een hele domme vraag, maar toch stel ik 'm maar even.

Een van de lijnen in Noord-Holland. Deze wordt gevoed in Velsen (dacht ik) en eindigt in Anna Paulowna/Breezand. Ongeveer 60 km hoogspanningslijn. Hoe zit dat met de weerstand over zo'n lange afstand? Ga je bv. met je lastrafo een weiland in (een bootje lassen o.i.d.) en je verlengsnoer is te lang, dan komt er van lassen niet veel terecht. Hoe bewerkstelligt men dat er in Anna Paulowna net zoveel spanning op de leiding staat als 60 km eerder in Velsen..?

Gebruikersavatar
Shrek
380 kV + Netkaartcrew
Berichten: 2493
Lid geworden op: 18 mei 2012 17:53
Dichtstbijzijnde trafo: Wespelaar

Re: krachtverlies..

Bericht door Shrek » 22 mei 2013 18:44

Rick schreef:Misschien een hele domme vraag, maar toch stel ik 'm maar even.

Een van de lijnen in Noord-Holland. Deze wordt gevoed in Velsen (dacht ik) en eindigt in Anna Paulowna/Breezand. Ongeveer 60 km hoogspanningslijn. Hoe zit dat met de weerstand over zo'n lange afstand? Ga je bv. met je lastrafo een weiland in (een bootje lassen o.i.d.) en je verlengsnoer is te lang, dan komt er van lassen niet veel terecht. Hoe bewerkstelligt men dat er in Anna Paulowna net zoveel spanning op de leiding staat als 60 km eerder in Velsen..?
Grof gezegd: er is geen verlies.
Ok je jaagt er enkele 1000A door, maar met een weerstand van een fractie van een Ohm geeft dat nog steeds quasi verwaasloosbare verliezen in spanning.
Bijvoorbeeld 2000A over 0.2 Ohm geeft een spanningsval van 400v. Je houdt dan nog 149.600 volt over ipv 150.000, ofwel minder dan een procent verlies.

(Belangrijker bij elektriciteitsdistributie is het imaginaire deel van de impedantie, het deel dat invloed heeft op de cos phi, dat kan ervoor zorgen dat je blindvermogen krijgt en die verliezen zijn wèl van invloed.)

Rick
66 kV
Berichten: 69
Lid geworden op: 05 mei 2013 16:37
Dichtstbijzijnde trafo: Oterleek

Re: krachtverlies..

Bericht door Rick » 22 mei 2013 20:08

Ok, helder verhaal, maar eh....blindvermogen....??

Gebruikersavatar
Shrek
380 kV + Netkaartcrew
Berichten: 2493
Lid geworden op: 18 mei 2012 17:53
Dichtstbijzijnde trafo: Wespelaar

Re: krachtverlies..

Bericht door Shrek » 22 mei 2013 20:32

Rick schreef:Ok, helder verhaal, maar eh....blindvermogen....??
Dat is, grof gezegd, wanneer de elementen in je hoogspanningsnet een soort condensator vormen die oplaadt en ontlaadt, waar door de energie daar naartoe gaat en niet verder geraakt.
Maar dat is al elektriciteit voor gevorderden
http://nl.wikipedia.org/wiki/Vermogen_% ... elspanning legt het uit.

Gebruikersavatar
Knarvel
380 kV + Netkaartcrew
Berichten: 1184
Lid geworden op: 29 apr 2012 18:19
Dichtstbijzijnde trafo: Waarderpolder

Re: krachtverlies..

Bericht door Knarvel » 22 mei 2013 21:55

Professor Oswald omschrijft het een en ander op pag 5 van Deze presentatie als volgt:
pag5.jpg
pag5.jpg (44.67 KiB) 12216 keer bekeken
Voor de volledigheid:
Blindleistung = blind vermogen
Wirkleistung = reel vermogen

Gebruikersavatar
Hans
Site Admin + actief in het mainsite team
Berichten: 3824
Lid geworden op: 03 dec 2011 20:49
Dichtstbijzijnde trafo: Veenoord 110/10 kV

Re: krachtverlies..

Bericht door Hans » 22 mei 2013 23:24

Heren, als iemand in staat is om het verhaal over blindvermogen, schijnbaar vermogen en spanningsval (zogezegd de dagelijkse gang van zaken op het net) op een aangenaam leesbare en begrijpelijke manier op te schrijven, dan hou ik me warm aanbevolen om daar een pagina op de main site aan te wijden.
Hier lopen namelijk vaker vragen over binnen.
Halfverankering is net als Volbeat: het kan altijd

Gebruikersavatar
Shrek
380 kV + Netkaartcrew
Berichten: 2493
Lid geworden op: 18 mei 2012 17:53
Dichtstbijzijnde trafo: Wespelaar

Re: krachtverlies..

Bericht door Shrek » 22 mei 2013 23:38

Hans schreef:op een aangenaam leesbare en begrijpelijke manier
Dat is blijkbaar niet voor de hand liggend, mijn docent elektriciteit aan de hogeschool had het daar destijds ook moeilijk mee

Gebruikersavatar
Paullus
220 kV
Berichten: 346
Lid geworden op: 30 jun 2012 19:45
Dichtstbijzijnde trafo: 150/10 kV Haarlem Waarderpolder

Re: krachtverlies..

Bericht door Paullus » 23 mei 2013 13:00

Bij elektriciteit zijn er 3 verschijnselen die het gedrag bepalen:

- weerstand
- condensator
- spoel

Een weerstand is de zuivere vorm van vermogensoverdracht. Bij een bepaalde waarde zal er een bepaalde stroom gaan lopen bij een bepaalde spanning. Dat gaat volgens de wet van Ohm. Deze zegt dat Spanning gelijk is aan Stroomsterkte keer Weerstand, V=I*R. Wordt de spanning twee keer zo groot, zal er ook twee keer zoveel stroom lopen door de weerstand.

Een condensator verzet zich tegen spanningsveranderingen. Bij verandering van de spanning, zal de condensator als reactie opladen of juist ontladen. Neemt de spanning toe, dan laadt de condensator en neemt de spanning af, dan ontlaadt de condensator. Het laden of ontladen is de stroom die optreedt.

Een spoel verzet zich tegen stroomveranderingen. Bij verandering van de stroom, zal de spoel als reactie een spanning opwekken die de stroomverandering tracht tegen te werken.

Bij gelijkspanning zal het effect van een condensator en een een spoel kortstondig zijn. Een condensator zal zich opladen, afhankelijk van de spanning en hierna in die toestand blijven omdat de spanning constant blijft. Een spoel zal zich verzetten tegen de stroom die wil gaan lopen, maar als de stroom uiteindelijk loopt, gebeurt er niets meer omdat de stroom constant blijft.

Het net zoals wij het kennen voert echter een sinusvormige wisselspanning. Dit houdt in dat de waarde van de spanning en stroom steeds verandert.

Bij een weerstand zal de stroom de verandering van de spanning steeds volgen. Bij de nuldoorgangen van de sinusvormige spanning, zal ook de stroom zijn nuldoorgangen hebben. Dit wordt omschreven als: spanning en stroom zijn met elkaar in fase. Als je sinussen van de spanning en de stroom tekent in dezelfde grafiek als functie van de tijd, dan zie je dat de nuldoorgangen, maxima en minima keurig samenvallen in de tijd.

Bij een condensator ligt het anders. Deze verzet zich tegen spanningsveranderingen. Bij een sinus is de verandering het grootst rond de nuldoorgangen en het minst bij de maxima en minima. Hoe steiler het gebied, hoe groter de verandering en juist hoe minder steil, hoe minder ook de verandering is. Dit betekent dat bij wisselspanning de grootste stroom loopt als de spanning juist nul is. Kijk je naar een sinus die loopt vanaf nul naar de maximale waarde, zal de stroom juist van de maximale waarde naar nul gaan. Gaat de spanning van maximaal naar nul, zal de ontlaadstroom toenemen van nul naar maximaal.
Zou je ook nu weer de spanning en de stroom weergeven in dezelfde grafiek, dan zie je dat de nulpunten niet samenvallen met elkaar. De sinus van de stroom loopt voor op de sinus van de spanning. Men stelt: de stroom ijlt voor op de spanning.

Een spoel verzet zich tegen stroomveranderingen. Hier geldt een tegengesteld verhaal ten opzichte van de condensator. Rond de nuldoorgangen van de stroom, is het verzet van de spoel het grootst en zal de spanning maximaal zijn.
Vanuit de spanning gezien om vergelijk met de condensator goed tot uiting te laten komen, ontstaat het volgende beeld: Gaat de spanning van nul naar maximaal, gaat de stroom van minimaal naar nul, Gaat de spanning van maximaal naar nul, gaat de stroom van nul naar maximaal. De sinus van de stroom loopt achter op de sinus van de spanning. Men stelt: de stroom ijlt na op de spanning.

Zoals er de wet van Ohm is, blijkt er ook een verband te zijn tussen spanning, stroom en vermogen. Vermogen is gelijk aan Spanning keer Stroomsterkte, P=V*I.

Bij een weerstand is er niets aan de hand. Afhankelijk van de grootte van spanning en stroom wordt er vermogen opgenomen, dat wordt omgezet in een andere vorm van energie per seconde en dus definitief onttrokken is uit het net.

Bij een condensator en een spoel, zal het opgenomen vermogen echter weer teruggegeven worden aan het net. Deze componenten "lenen" vermogen voor hun verzet. Aangezien een periode van een sinus begint met nul, vervolgens maximaal, weer nul, minimaal en uiteindelijk eindigt met weer nul, zullen de verzeteffecten van de condensator en de spoel per saldo nihil zijn. Het vermogen bij een condensator en een spoel wordt blindvermogen genoemd. Dit vermogen slingert heen en weer tussen de componenten en het net. Uiteindelijk nemen beide componenten per saldo geen vermogen op.

Lastig dus, want ook al komt het vermogen weer terug, het moet toch steeds eerst geleverd worden. Dat vinden de netbeheerders niet fijn. Zij zien het liefst een zo weerstand-achtige belasting.

Uitbannen van condensatoren en spoelen, kan niet omdat bepaalde constructies nu eenmaal een condensator of spoelwerking hebben, dat zijn natuurwetten.
De oplossing is om voor compensatie te zorgen. Het liefst zo lokaal mogelijk zodat het heen en weer slingeren van blindvermogen op een zo kort mogelijk traject plaats vindt.

Aangezien de effecten van condensatoren en spoelen, zoals gezegd, tegengesteld zijn, is dat gegeven de basis voor de compensatie. Is er op een bepaalde plek sprake van te veel effecten van een spoel, kan de opstelling van een condensator in de buurt dit oplossen. In plaats van blindvermogen tussen spoel en opwekker, gaat het blindvermogen nu slingeren tussen de spoel en de condensator. Bij teveel condensator effect plaats men een spoel.

Gegeven het feit dat generatoren van zichzelf ook een spoelwerking hebben, heeft te veel spoelwerking in de belasting, spanningsverlies in het net tot gevolg. Heeft de belasting een condensatorwerking in zich, zal dit een verhoging van de netspanning tot gevolg hebben (spanningsopslingering). Men kan dit compenseren door de bekrachtiging van het poolrad, de sterkte van het magnetisch veld, in de generator aan te passen, maar dat kan maar tot zekere hoogte door magnetische verzadiging van het weekijzer.

Beter is dan ook lokaal in het net te compenseren.

Dit gebeurt op allerlei plekken in het net. Zowel in zware hoogspanningsstations, lokaal bij fabrieken maar ook in het klein bij rijen TL verlichting waar ter compensatie van de spoel condensatoren in de armaturen worden geplaatst.

In de praktijk zijn belastingen en onderdelen van het net combinaties van weerstand, condensator en/ of spoel. Zo heeft een motor een weerstandswerking met oog op de overdracht naar beweging, maar ook een spoelwerking. Een hoogspanningslijn heeft een bepaalde weerstand, maar ook een condensator effect enz.

Om verliezen door weerstand van lijnen te beperken, wordt gebruik gemaakt van hogere spanningen naarmate er meer vermogen moet worden getransporteerd. Verlies is niet helemaal uit te sluiten. Daarom zijn veel grote transformatoren regelbaar onder belasting, zodat men kan anticiperen op spanningswisselingen, opdat de spanning in het achterliggende net zo constant mogelijk blijft.

Edit: herstellen van kromme zin.
Laatst gewijzigd door Paullus op 23 mei 2013 18:48, 1 keer totaal gewijzigd.

Gebruikersavatar
Paullus
220 kV
Berichten: 346
Lid geworden op: 30 jun 2012 19:45
Dichtstbijzijnde trafo: 150/10 kV Haarlem Waarderpolder

Re: krachtverlies..

Bericht door Paullus » 23 mei 2013 13:21

Wat vermogen aangaat, zijn er 3 begrippen

- werkzaam vermogen
- blindvermogen
- schijnbaar vermogen

Bij een zuivere weerstand is er sprake van werkzaam vermogen. Spanning en stroom zijn met elkaar in fase. Het product van spanning en stroom is nul of positief als functie van de tijd. Het vermogen loopt maar 1 richting op van opwekker naar verbruiker.
Eenheid: Watt (W)

Bij een zuivere condensator of spoel is er sprake van blindvermogen. Spanning en stroom zijn maximaal met elkaar uit fase. Het product van spanning en stroom is nul, positief en negatief als functie van de tijd. Bij een condensator tegengesteld aan een spoel. Het vermogen loopt heen en weer tussen opwekker en verbruiker.
Eenheid: voltampère reactief (var)

Aangezien de zuivere toestand in de praktijk niet optreedt, zal er altijd sprake zijn van een mengvorm van werkzaam vermogen en blindvermogen. Dat is schijnbaar vermogen. Dat kan liggen tussen bijna een zuivere weerstand en bijna een zuivere condensator en spoel. Schijnbaar vermogen is dan ook te ontbinden in een component werkzaam vermogen en een component blind vermogen.
Eenheid: VoltAmpère (VA)

Gebruikersavatar
Shrek
380 kV + Netkaartcrew
Berichten: 2493
Lid geworden op: 18 mei 2012 17:53
Dichtstbijzijnde trafo: Wespelaar

Re: krachtverlies..

Bericht door Shrek » 23 mei 2013 13:47

Mooie uitleg,
Nog een kleine toevoeging:
Een klassiek net met bovengrondse lijnen is eerder inductief, en moet dus met condensatorbanken gecompenseerd worden.
Een net met veel ondergrondse kabels is heel capacitief, je moet regelmatig inductanties voorzien.
Ik ben bijna zeker dat er op het ondergrondse deel van Randstad 380 extra inductanties voorzien zijn, zulke spanningen door kabels zijn anders bijna pure condensatoren.

Plaats reactie