Det mest kostnadseffektiva sättet att dra långa ledningar för små effekter är enfas men för stora effekter är trefas överlägset.C ChrilleKrut skrev:
En enfastransformator har en isolator, en järnkärna och en primär- och en sekundärlindning. En trefastransformator har tre av alla dessa komponenter. Enfastransformatorn blir därför billigare per styck.
När du ska dra dina mellanspänningsledningar till transformatorerna behöver du tre ledare och tre isolatorer per stolpe för trefas. För enfas behöver du en två ledare och en fullstor isolator för fasledaren samt en enklare isolator för neutralledaren.
Vad är den största kostnadsdrivaren när man bygger små luftledningar för lokalnätet: Ledararea, antalet linor, antalet stolpar eller antalet isolatorer? För varje stolpe som ska sättas upp och för varje lina ska upp går det åt arbetstimmar. Det finns också tekniska begräsningar man inte tänker på. När det fryser på lägger det sig is på linorna. Isen beräknas ha en viss tjocklek enligt formel, vilket gör att det inte blir så stor skillnad mellan diametern på en klen nedisad lina och en grövre nedisad line. Diametern på isen bestämmer vindlasten och vindlasten bestämmer lasten på stolparna.
Man slår i botten för hur klena linor som är rationellt att använda. De minsta linorna Onninen, Ahlsell mfl. säljer är 62 mm2. Ännu klenare linor kan beställas men inte många tillverkare gör ledningar klenare än 25 mm2 och nätbolagens regler kanske inte ens tillåter dessa.
Rent termiskt klarar 62 mm2 linan 100 - 200A, beroende på hur varm man vill låta den bli. Enfasledningar brukar utföras med högst 19 - 20kV. 100A vid 20 kV blir 2 MVA. Spänningsfallet begränsar i praktiken.
Jag vill med detta visa att trefas inte alls är det mest kostnadseffektiva för alla tillämpningar.
Hobbyelektriker
· Värmland, Molkom
· 24 556 inlägg
Nä, men om man lägger kravet att få saker o ting att rotera (utan modern kraftelektronik) så hamnar man på tre faser. Och jag tycker vi nöjer oss med tre faser i denna tråd.
Om man tar hänsyn till att en enfastransformator behöver ha samma effekt som en trefas, dvs högre ström, hur mycket billigare blir den då?
Om man tar hänsyn till att en enfastransformator behöver ha samma effekt som en trefas, dvs högre ström, hur mycket billigare blir den då?
Varför får man inte använda modern kraftelektronik? Det är ju snart som att sätta begränsningar i stil med "inga plastisolerade ledningar".
Det beror på storleken. Är den på 5 MVA blir trefas säkerligen billigare eftersom sekunddärsidan får enorma ledardimensioner vid vanliga spänningsnivåer. Är den istället på 50 kVA blir enfas billigare. En koll på Aliexpress (jag har ingen prislista att jämföra med) visar att en 50 kVA transformator för 20 kV enfas kostar ungefär hälften av en trefas för 11 kV. Stor spridning på priserna dock så man riskerar att jämföra äpplen med bananer.
När elsystemet byggdes fanns inte den kraftelektroniken. Om elnät skulle börja byggas nu skulle jag inte vara förvånad om man gått på likströms nät. Men när de byggdes vara trefas med en frekvens runt 50Hz det bästa alternativet.
Man gick på likströmsnät i början.D Daniel 109 skrev:
Jag är fullt medveten om det. Men då var trefas överlägsen. Med dagens kraftelektronik är det inte lika självklart längre.
För att, som Daniel 109 skrev, så var dessa saker inte tillgängliga när elsystemet byggdes upp. Vårt moderna elsystem bygger på väldigt gammal teknik med en enorm installerad bas. Det är inget man bara ändrar i en handvändning.H HenrikHuslöse skrev:
Ja, det fanns likströmsdistribution i begynnelsen. Vet du varför man slutade med det? Just för att det inte fanns något rimligt sätt att ändra spänningsnivåer utan kraftelektronik. Det som fanns var i praktiken roterande omformare. Generatorstationerna låg centralt i städerna för att man helt enkelt inte kunde distribuera elen längre sträckor pga förluster i ledningarna. Dessutom krävdes enorma kablar pga de stora effekterna vid låga spänningsnivåer. Detta ser du rester av än idag i t.ex. centrala Stockholm.
Likströmmen var dock inte helt utan fördelar heller, det var t.ex mycket lättare att reglera likströmsmotorers hastighet elektriskt. Därför var många transportapplikationer just likström. Den är dock svårare att bryta än växelström pga ljusbågar så elmaterielen slits mer.
I den kontexten var trefasdistribution (eg växelström, men trefas är som sagt det effektivaste sättet) totalt överlägsen med transformatorer som kunde ändra spänningsnivåer enkelt. Lägg till enkla robusta motorer till industrin (en huvudapplikation utöver belysning) så är det mycket enkelt att förstå varför det blev växelström.
Om man lämnar det svenska nätet så finns ju t.ex. SWER som är rätt ballt men har en del nackdelar. Då behöver man bara en ledare.H HenrikHuslöse skrev:
Jag tog inte upp det eftersom det är en nischtillämpning för riktig glesbygd. Med bara en tråd kan man göra väldigt långa spann mellan stolparna utan att linorna slår i varandra. Spänningsfallet i returen är högt i ändpunkterna men nästan 0 per kilometer eftersom man, lite överdrivet, har hela planeten som ledararea. Det blir därför väldigt billigt per kilometer. Det är dock små strömmar, i storleksordningen 5A, vilket gör att effekten på hela ledningen inte mer än sådär 100kVA. Systemet lämpar sig därför i områden med få förbrukare.tommib skrev:
Edit: Jag funderade någon gång ut ett koncept för jordningen av dessa. I startpunkten borrar man ett djupt hål 100 m med vanlig brunnsborrningsutrustning. Man använder foderrör i plast istället för stål och kör ner en ledare som är isolerad de översta 20 meter eller så och sedan oisolerad resten av vägen. Hålet återfylls med ledande betong (finns för jordning av åskledare och dylikt) upp till den att den isolerade ledaren börjar. Sista biten upp med något isolerande material.
Det ger synnerligen låga förluster för returen och minimala potentialskillnader i marken runt transformatorn. Distributionstransformatorerna utförs med konventionella jordtag.
Redigerat:
Medlem
· Blekinge
· 10 512 inlägg
Jag ska tillägga att det fanns högspända likströmsnät runt förra sekelskifte. Detta sk Thury-system byggde på flera generatorer kopplade i serie för att komma upp i högspänning. Det maffigaste system jag känner till transporterade el med en systemspänning på 100 kV över ungefär lika många kilometer in till staden Lyon.
Och på 30-talet började man med kvicksilver-ion-ventiler för likspänningsöverföring.
Förra sekelskiftet var 2000, du pratar om förr förra va?
Hur ser ni på att tex som norra delen av HVDC delen för sydvästlänken nyttja en gammal 220 kV sträckning? Alltså hänga fyra ledare i stället för de tre tidigare och öka kapaciteten rejält i en smärt konstruktion jämfört med 400 kV samt tillstånden på plats sen forntiden för sträckan.
Nu när vi får använda kraftelektronik vad hindrar att förstärka på liknande sätt regionalt? Finns kanske trots allt vissa begränsningar om inte annat vilka leverantörer som öht kan "leverera" på ett vettigt sätt? Erfarenheterna från länken talar lite för att det kan vara så.
Kanske kan vi starta en tråd här på BH där vi googlar med solsken i blick och inte kväver några tankar och fromma förhoppningar. Borde vara löst på ett kick kraftsektorn är gammal och mogen inget plastliberalerna märker av när vi inför HVDC-nano för spannet där 130->10 kV huserar. Hur svårt kan det vara?
Nu när vi får använda kraftelektronik vad hindrar att förstärka på liknande sätt regionalt? Finns kanske trots allt vissa begränsningar om inte annat vilka leverantörer som öht kan "leverera" på ett vettigt sätt? Erfarenheterna från länken talar lite för att det kan vara så.
Kanske kan vi starta en tråd här på BH där vi googlar med solsken i blick och inte kväver några tankar och fromma förhoppningar. Borde vara löst på ett kick kraftsektorn är gammal och mogen inget plastliberalerna märker av när vi inför HVDC-nano för spannet där 130->10 kV huserar. Hur svårt kan det vara?
Medlem
· Blekinge
· 10 512 inlägg
Jag kan tillägga att det finns högspända likströmssystem med bara en ledare. Bästa exempel är Baltic Cable från Sverige till Tyskland. Längd 250 km. 600 MW. Maxström kontinuerligt över 1 kA. Returströmmen går genom jord/vatten. Jordelektroderna är en hel vetenskap med olika utförande för anod och katod, eller såna som funkar för båda fallen.H HenrikHuslöse skrev:
Medlem
· Blekinge
· 10 512 inlägg
Helt rätt.D Daniel 109 skrev:
Medlem
· Blekinge
· 10 512 inlägg
HVDC-tekniken har många fördelar men kräver en relativ hög startkostnad pga omriktarstationerna. Det finns några få HVDC-system med 150 kV systemspänning (=300 kV) mellan ledarna). Men antingen är det sjökablar sär HVAC är ett dåligt alternativ, eller i ett Fall i Australien är sträckan så lång att ac-kablar har för höga förluster. Luftledningar var inte aktuella i detta Fall.GK100 skrev:
Industrin tittar på MVDC-system 20-50 kV men jag har inte sett någon kommersiell anläggning.
Det har gjorts några sådana uppgraderingsprojekt i världen. Det går också att gå till högre och smäckrare 400 kV stolpar istället för de gamla 220kV.
Sydvästlänken misslyckades för att man fick in britter i projektet. Britter kan prata för sig men kan aldrig leverera. Hade det varit svenskar, tyskar, fransmän, amerikaner eller japaner hade det fungerat.
Det går. Vindkraftparker till havs utnyttjar detta. Är det värt pengarna?