Spør en energirådgiver!

Levering av elektrisk energi

Hvorfor kan vi ikke levere spenning rett fra generatoren og ut på nettet uten å bruke transfomator?

E. (17.09.2006)

Svar:

Hei Even.
Det er ikke slik at vi ikke KAN levere strømmen rett ut på nettet, det er bare mer praktisk å transformere først.

Hvis du har vært på besøk i et krafverk, har du kanskje lagt merke til at kablene ut fra generatoren er svært tykke, mens de er mye tynnere ut fra transformatoren.

Her gjelder loven fra fysikken om sammenhengen mellom effekt, spenning og strøm. "Effekt" er det samme som "energi i øyeblikket" (egentlig energi i ett sekund):

Effekt = Spenning * Strøm
( P = U * I )

Dette betyr at hvis man øker spenningen U, kan man minske strømmen I og samtidig få flyttet like stor effekt P.

Eksempel:
Generator med spenning (U) = 4000 volt = 4 kV (kilo-Volt)
leverer effekten P = 12.000 kW, dvs. 12 MW (Mega-Watt )

Strømmen I fra generatoren er da 3.000 Ampere (A),
siden 3.000A * 4kV = 12.000 kW (=12MW)
(3.000A * 4.000V = 12.000.000W = 12.000kW = 12 MW)

Setter vi inn en transformator som omformer fra 4.000 Volt (4kV) til 24.000 Volt (24kV), blir omformingen slik:

Effekt inn: 4 kV * 3000 A = 12.000 kW
Effekt ut: 24 kV * 500 A = 12.000 kW

Vi ser nå at vi fortsatt transporterer samme mengden kraft (effekt) både før og etter transformering, men nå er strømmen redusert fra 3.000A til 500A (6 ganger; 3000/500=6) samtidig som spenningen er økt 6 ganger.

Vi slipper altså å flytte så mange elektroner når vi øker spenningen, og dermed trenger vi ikke så tykke ledninger - og vi får heller ikke så store tap i ledningene.
(Elektroner som beveger seg i elektriske ledere er årsak til et effekttap som er P=R*I^2 (P=R*I*I)
- altså motstand R i ledningen ganger strømmen ganger strømmen ("strøm i andre")

Ofte har vi bruk for mye kraft et godt stykke unna kraftverket. Eksempelvis er hele området rundt Oslofjorden avhengig av stor transport av strøm til seg fra Vestlandet, Telemark/Agder, nordfra, fra Sverige og fra Danmark - siden det produseres lite strøm i denne delen av landet.
Dermed er det viktig å sørge for billig transport - ved at ledningene er tynnest og lettest mulig, samt at det blir viktig at vi ikke mister så mye kraft på veien.


Det finnes en hovedgrunn til for å transformere strømmen til andre spenningsnivå:


Du har kanskje noen ganger dratt ut et støpsel til en ovn eller et annet apparat som sto på - og sett "lynglimtet" akkurat når du dro ut kontakten.
Dette kommer av at når avstanden er liten mellom kontaktpunktene, klarer ikke lufta å holde fast elektronene. Da blir selve lufta ei elektrisk ledning et lite øyeblikk, akkurat som når det lyner ute. Heldigvis går dette fort over når spenningen er 230 volt.

Hvis vi har mye høyere spenning, vil "lynet" fortsette å gå mellom støpselet du holder i hånda og stikkontakten i veggen - og da blir det fort hett og utrivelig for deg!
I tillegg vil strømmen "hoppe" ut av veggen allerede når du er nær stikkontakten – eller kanskje gå av seg selv mellom de to polene på kontakten. (Slikt skjer når lynet slår ned i el-anlegget i et hus)

Altså:
Høye spenninger er livsfarlige for folk –
fordi lufta ikke lenger klarer å være en isolator som holder elektronene på plass.
Det skal ikke mer til enn 20-30 milli-ampere (20-30 tusendels ampere) for å stoppe hjertet permanent – hvis strømmen får stå på ei stund.
Derfor er det viktig at vi ikke har spenninger høyere enn 230 volt i hus og hjem!


Håper det gikk an å forstå litt av dette.. :-)

Med vennlig hilsen
Øistein Qvigstad Nilssen

Svartjenesten enova (22.09.2006)