spanningsval bij 220 V ?

[king nero]

Ik ben op zoek naar meer informatie om de spanningsval over een 230 V - kabel te berekenen.

De enige formule die ik tot nu toe heb teruggevonden, is de volgende:

Delta U = k Ib l [R cos(Fi) + X sin(Fi) ]

met k = 2 voor een 1-fasig netwerk,

Ib = belastingsstroom, 40 A voor aanloop van een motor bij te rekenen,

l = 60 m (x2!)

R = r l / A , of .344 Ohm voor 6 mm² (en bij 20°C)

cos(Fi) = 1 voor een maximale waarde van de spanningsval te bekomen,

X verwaarloosbaar voor kabelsecties kleinder dan 95 mm²

Dit samengerekend komt uit op een spanningsval van een kleine 3000 V over 60 m kabel.

Kan iemand mij verder helpen hiermee? Ik zoek dus de spanningsval over een kabel van 60 m en 6 mm², die gebruikt zal worden tot maximaal 40 A (bij aanloop van motoren, nominaal dus veel minder). Eventueel een sectie van 10 mm², alhoewel dit mij nogal aan de overdreven kant lijkt...

[bram2]

Vanwaar die formule komt weet ik niet, maar ze is alvast verkeerd. Als je l maar groot genoeg neemt, kan je elke willekeurige spanning krijgen (tot miljoenen volts als je wil). Dus ofwel is deze formule totaal verkeerd ofwel gebruik je ze in een gebied waar ze niet meer geldig is.

Die spanningsval kan je eenvoudig berekenen

Stel er loopt een stroom I door de kabels en de kabel heeft een weerstand van R ohm/meter en lengte L dan is delta U = R.L.I

Eigenlijk eenvoudig de wet van ohm toepassen.

[klazon]

Ik kom aan 0,35 ohm voor de kabelweerstand. De stroom is 40A, dus de spanningsval is 0,35 x 40 = 14 volt.

Hoe jij aan 3000 komt is mij een raadsel.

[king nero]

Ik kom aan die waarde door de bovenstaande formule te gebruiken.

Uw berekening houdt geen rekening met AC of DC (groot verschil, toch?), dus ik kan evengoed dezelfde opmerking maken...

[Jan van de Velde]

Ik kom aan die waarde (3000Ω, opm. jvdv) door de bovenstaande formule te gebruiken.

Uw berekening houdt geen rekening met AC of DC (groot verschil, toch?), dus ik kan evengoed dezelfde opmerking maken...

Waarom zou dat een groot verschil zijn in een kabel?? Voor impedanties in spoelen e.d., ja, maar 40 A is 40 A, en die wet van Ohm geldt net zo goed voor wissel- als voor gelijkstroom.

die cosinus phi (faseverschuiving) is leuk om motorvermogens en potentiële "netvervuiling" te berekenen en zo, maar hier volgens mij niet van toepassing.

[klazon]

De enige formule die ik tot nu toe heb teruggevonden, is de volgende:  

Delta U = k Ib l [R cos(Fi) + X sin(Fi) ]

met k = 2 voor een 1-fasig netwerk,  

Ib = belastingsstroom, 40 A voor aanloop van een motor bij te rekenen,  

l = 60 m (x2!)

R = r l / A , of .344 Ohm voor 6 mm² (en bij 20°C)..

Formules gebruiken is één ding, snappen wat het betekent is een tweede.

Ik denk dat ik wel weet wat er mis is gegaan. Je formule voor de weerstand van de kabel is correct: R = rho x l/A.

De lengte l is 2 x 60 = 120 meter. De doorsnede A is 6mm^2.

Voor rho gebruik ik 0,0175. Dat is de waarde voor koper als de lengte in meters en de doosnede in mm^2 is uitgedrukt. Uitrekenen geeft R = 0,35 ohm.

Jij komt zelf op 0,344 ohm. Dat is dus bijna hetzelfde, waarschijnlijk heb je een iets andere waarde van rho gebruikt.

Maar dan komt het, voor het spanningsverlies gebruik je de formule Delta U = k Ib l [R cos(Fi) + X sin(Fi) ]

We verwaarlozen de X en de cos(fi) stellen we op 1.

Dan krijg je: Delta U = k Ib l R

En daar komt de aap uit de perenboom: in die formule zit de lengte van de kabel k x l . Maar die lengte zit al in de berekening van de weerstand, dus die gebruik je dubbel, en dat is niet correct.

[king nero]

conclusie?

er bestaan toch nog formules met een kwadratische term, zouden die dan ook allemaal foutief zijn? of zie ik het weer totaal verkeerd?

[klazon]

Nee hoor, formules met kwadratische termen kunnen best goed zijn. Maar in dit geval niet.

Het gaat hier gewoon om twee stappen: eerst bepalen wat de leidingweerstand is, en dan bepalen wat de spanningsval is bij een gegeven stroom. Dat zijn allebei simpele lineaire formules.

Laten we jouw formule er nog eens bijhalen:

Delta U = k Ib l [R cos(Fi) + X sin(Fi) ]

Probeer eens stap voor stap uit te leggen wat elke factor in die formule doet. Dan loop je vanzelf tegen je denkfout op.

Tenslotte, jouw uitkomst had toch een belletje moeten laten rinkelen. Het gaat om een systeem dat gevoed wordt met 230V, dan is het toch wel een beetje vreemd dat je 3000V spanningsverlies hebt.

[king nero]

Ik kom aan die waarde (3000Ω, opm. jvdv) door de bovenstaande formule te gebruiken.

Uw berekening houdt geen rekening met AC of DC (groot verschil, toch?), dus ik kan evengoed dezelfde opmerking maken...

Waarom zou dat een groot verschil zijn in een kabel?? Voor impedanties in spoelen e.d., ja, maar 40 A is 40 A, en die wet van Ohm geldt net zo goed voor wissel- als voor gelijkstroom.

Waarom gebruiken ze in op sommige plaatsen (in Afrika en Skandinavië) gelijkspanning voor hun hoogspanning?

Nee hoor, formules met kwadratische termen kunnen best goed zijn. Maar in dit geval niet.  

Het gaat hier gewoon om twee stappen: eerst bepalen wat de leidingweerstand is, en dan bepalen wat de spanningsval is bij een gegeven stroom. Dat zijn allebei simpele lineaire formules.

Inderdaad, en tot nu toe zie ik het probleem niet in.

Laten we jouw formule er nog eens bijhalen:

Delta U = k Ib l [R cos(Fi) + X sin(Fi) ]  

Probeer eens stap voor stap uit te leggen wat elke factor in die formule doet. Dan loop je vanzelf tegen je denkfout op.

Het is "mijn" formule niet, deze komt uit een elektrisch handboek,

en ik weet waarvoor elke factor dient, en ik vind mijn denkfout nog steeds niet. Ik hoop dat u mij dit kunt verklaren?

Tenslotte, jouw uitkomst had toch een belletje moeten laten rinkelen. Het gaat om een systeem dat gevoed wordt met 230V, dan is het toch wel een beetje vreemd dat je 3000V spanningsverlies hebt.

Moest er geen belletje zijn gaan rinkelen, ik had hier deze vraag niet gesteld.

[Jan van de Velde]

Waarom gebruiken ze in op sommige plaatsen (in Afrika en Skandinavië) gelijkspanning voor hun hoogspanning?

Is dat zo? heb je daar een bron voor, want ik kan niks vinden dat dat bevestigt. Het lijkt me vreemd, want het betekent alleen maar extra omvormingsstappen met ditto verliezen, en extra bekabeling met ditto verliezen....

Je denkfout zit erin dat je denkt dat je, om het spanningsverlies over een ohmse weerstand te berekenen te maken hebt met faseverschuivingen. Dat is NIET zo.

Een kabel gedraagt zich gewoon als een lineaire, ohmse weerstand, en de simpele wet van Ohm, U=IR is gewoon geldig, zowel voor wisselstroom als voor gelijkstroom.

Een apparaat met spoelen (speaker, elektromotor) gedraagt zich NIET als een lineaire weerstand.

Veel helderder dan hieronder kan ik het niet uitleggen:

http://www.natuurwetenschappen.nl/modules....article&sid=714

Het vermogen:  P = Volt * Ampère* cos(φ ).  Voor ohmse belastingen zoals gloeilampen en electrische verwarmingen etc. is de cos(φ) 1, dus dan klopt jou formule. Voor electromotoren in stofzuigers, koel en vrieskasten, ventilatoren en alle (las)(halogeen) trafo's is de cos (φ) kleiner dan 1. Een gangbare waarde = 0,8  (dit is onder andere afhankelijk van de kwaliteit) Als je dus een stofzuiger van 2000 Watt hebt, dan trekt deze dus meer ampères dan b.v. de wasmachine verwarming [cos(φ)=1] van 2000 W.  

Immer voor de stofzuiger:      2000 = 230 * I * 0,8  ---> I = 2000/(230 * 0,8) = 10,9 A

Voor de wasmachine verw.:  2000 = 230 * I * 1     ---> I = 2000/(230 * 1 )  = 8,8 A

Je ziet dus dat 2 apparaten die evenveel Watt's gebruiken toch een verschillende stroom trekken. Heb je een apparaat met een zeer slechte cos (φ) van b.v. 0,1 dan trekt deze dus 10 maal meer stroom bij hetzelfde aantal Watts dan een apparaat met een cos(φ) van 1. Had jouw stofzuiger b.v. een cos(φ) van 0,5 gehad dan produceert hij nog steeds 2000 Watt, alleen de stroom was dan 17,6 Ampère geweest en de zekering was gesprongen.

Voor trafo's e.d. geeft men dan ook nooit het vermogen op in Watt omdat dat niet zoveel zegt, maar in VA(Volt.Ampère). Als je de trafo namelijk belast met b.v. condensatoren {die een zeer slechte cos(φ) hebben}, dan kan er al de maximale stroom lopen, terwijl er geen vermogen (Watts) geproduceerd worden.

[klazon]

Gelijkspanning wordt voor hoogspanningsverbindingen wel degelijk toegepast. Momenteel loopt er een project voor een verbinding tussen Nederland en Noorwegen. Zie http://www.tennet.nl/projecten/norned/index.aspx

Er zijn in Europa nog wel meer gelijkspanningsverbindingen, o.a. tussen Sicilië en de punt van de "laars".

Gelijkspanning wordt toegepast voor transport over zeer grote afstanden, meer dan een paar honderd kilometer.

Redenen: bij gelijkspanning is de topwaarde gelijk aan de effectieve waarde, bij wisselspanning is de topwaarde [wortel]2 keer zo groot. Dus bij gelijkspanning heb je minder isolatieproblemen.

Bij wisselspanning/stroom over grote afstanden gaat ook de X van de leiding een behoorlijke rol spelen, zodanig dat er aan het andere eind nauwelijks spanning overblijft.

Je hebt bij gelijkspanningsoverdracht inderdaan aan beide einden een omzetter nodig van 3-fasen wisselspanning naar gelijkspannig en omgekeerd, maar dat is intussen "common technology".

[Jan van de Velde]

Begrijp ik dit goed: het wordt een kwestie van afwegen: meer energieverliezen aan omvorming (overal komt wisselstroom uit de stopcontacten) maar minder leidingverliezen en minder isolatieproblemen?

[klazon]

Het is inderdaad een afweging waarin zowel technische als economische factoren meespelen.

[bram2]

Begrijp ik dit goed: het wordt een kwestie van afwegen: meer energieverliezen aan omvorming (overal komt wisselstroom uit de stopcontacten) maar minder leidingverliezen en minder isolatieproblemen?

Maar vaak wordt deze wisselspanning omgevormd tot gelijkspanning (Computer, TV,... alvast (bijna) alles wat elektronica is.

[king nero]

Even terug on topic?

Nee hoor, formules met kwadratische termen kunnen best goed zijn. Maar in dit geval niet.  

Het gaat hier gewoon om twee stappen: eerst bepalen wat de leidingweerstand is, en dan bepalen wat de spanningsval is bij een gegeven stroom. Dat zijn allebei simpele lineaire formules.

Inderdaad, en tot nu toe zie ik het probleem niet in.

Laten we jouw formule er nog eens bijhalen:

Delta U = k Ib l [R cos(Fi) + X sin(Fi) ]  

Probeer eens stap voor stap uit te leggen wat elke factor in die formule doet. Dan loop je vanzelf tegen je denkfout op.

Het is "mijn" formule niet, deze komt uit een elektrisch handboek,

en ik weet waarvoor elke factor dient, en ik vind mijn denkfout nog steeds niet. Ik hoop dat u mij dit kunt verklaren?