Spør en energirådgiver!

effekttap høyspenning

hei! jeg leste deres svar til Even 17.09.2006. jeg ser at det stemmer, men lurer på om dere kan forklare meg hvor jeg tar feil i dette resonnementet(jeg bruker tofas som eksempel, men lurer på effekttapet i trefas høyspentnett): "resistansen i et nett på et gitt tidspunkt er konstant. hvis R i tilførselskablene er tilsammen 100ohm, og lasten er 900ohm og det blir koblet til en spenning på 200V så blir strømmen 2A. 20V legger seg over tilførselskablene og gir da et effekttap på 40W. hvis man senker spenningen til 100V så blir effekttapet bare 10W." jeg ser at den totale effekten også reduseres til 1/4, så det kan ikke stemme. men i virkeligheten er det jo slik at når man øker spenningen så reduseres effekttapet, det virker jo helt motsatt. da det er forskjellige spenninger på linja og til sluttbruker må man selvsagt gå ut fra effekten, men syntes likevel det er ulogisk matte. Mvh Rune

N.N (22.01.2007)

Svar:

SVAR:
Hei!
Du har helt rett i at dette ikke er enkelt å forstå sånn uten videre. Men hvis jeg forstår deg rett, så tror jeg du snur problemstillingen noe på hodet. Først litt rydding:
Du bommer på strømmen med en faktor på 10:, siden strømmen I = U/R = 200V/ 1000 Ohm = 0,2 A (og ikke 2,0 A). Her er samlet motstand ganske riktig R = 100 Ohm + 900 Ohm = 1000 Ohm.

Det er videre helt riktig at spenningsfallet over tilførselen blir 20V, men med 0,2A blir effekttapet her 4 W (20V * 0,2 A = 4,0 W). Effekten til lasta blir tilsvarende P = 180 V * 0,2 A = 36 W , siden resten av spenningen
(200 V-20 V = 180 V) ”legger seg” over lasta. (Dette tilsvarer ei 40W-pære som får litt for dårlig spenning)

Så er du inne på at man må gå ut fra effekten, og det er nettopp her jeg mener du snur problemet på hodet (hvis jeg forstår deg riktig).

Man bygger el-anleggene ut fra hvilken effekt de faktisk skal levere til sluttbruker.
Hvis man skal levere 10 Ampere og 220 Volt til et anlegg, skal anlegget altså levere effekten P1 = 10A * 220V = 2200W (2,2 kW). Hvis man ved en feil i tilførselen får halvert spenningen – til 110 V, vil overført effekt som du helt riktig peker på, bare være fjerdeparten så stor (Induktiv last, som fryseboksmotorer vil reagere på en helt annen måte når de får for lav spenning, og vil kunne skades ved at de trekker for stor strøm):

Hvis vi hadde R = 220V / 10A = 22 Ohm, vil motstanden R fortsatt være 22 Ohm selv om spenningen halveres.
Da er strømmen I = 110V / 22 Ohm = 5,0A. Nå er overført effekt P = U*I = 110V * 5A = 550W (0,55 kW), hvilket ganske riktig bare er ¼ av 2200 W. Vi har altså ikke klart å overføre den effekten vi skulle.

Derfor er det ikke i denne enden vi skal se:
Kravet er fortsatt at det skal leveres 10A ved 220V som gir effekten 2200W. Overføringen fram til leveringspunktet må derfor ha lav motstand. Hvis transformatoren som skal levere 10 A har utgangsspenning 240V, kan man tåle ca. 2 Ohm motstand på overføringen. (Spenningsfallet blir da U = 2 Ohm * 10 A = 20V)

Grunnen til at man ”trikser” med spenningene ved overføring av kraft, er at man kan overføre samme effekt ved forskjellige spenninger etter loven P = U * I.
Hvis vi fortsatt antar at vi skal overføre 2200 W, så vet vi altså at dette betyr strømmen 10 A ved 220 V.
For å overføre de samme 2200W på et høyspent fordelingsnivå som 2,2 kV (2200V) , vil man kun måtte overføre 1 A (P = 2200V * 1,0A = 2200W). For 22 kV høyspent distribusjonsnivået, vil den samme effekten bare utgjøre 0,1 A av strømmen som ellers flyter der (P = 22 000V * 0,1 A = 2200W) .
Ved enhver kraftoverføring må man kontrollere at spenningsfallet ikke blir for stor på selve overføringen, siden det alltid er kvaliteten hos sluttbruker som setter kravene. Man må altså dimensjonere opp overføringen (bruke tykkere ledninger med høyere tverrsnitt – slik at motstanden blir mindre) dersom man ser at spenningsfallet blir for stort.

Håper dette gjorde saken klarere (?) Hvis ikke får du ”kvesse” spørsmålet noe og prøve på nytt..
(Vi kan også nås på tlf 800 49003)

Ha en fin dag!

Med vennlig hilsen
Øistein Qvigstad Nilssen

Svartjenesten enova (22.01.2007)