Riippuuko sähkön siirtohäviö kaapelin paksuudesta sillä tavalla, että tarpeeksi paksulla kaapelilla voisi siirtää Espanjan aurinkovoimaloista sähköä Suomeen 10% häviöllä?
Jos matkan tuplaantuessa häviön pitää pysyä vakiona, niin pitääkö kaapelin poikkipinta-alan tuplaantua? Vai onko siinä joku muu kaava?
Jos matkan tuplaantuessa häviön pitää pysyä vakiona, niin pitääkö kaapelin poikkipinta-alan tuplaantua? Vai onko siinä joku muu kaava?
Vastaukset 14
Vanhimmat
Käsittääkseni kaapelin paksuus ei merkitse mitään. Kaapelilla on tietty ominais resistanssi/m ja tätä ei voi muuttaa kaapelin materiaalia muuttamatta.
Tärkeämpää häviöissä on jännite. Koska halutaan siirtää tietty teho ja ihan ohmin lain mukaan(P=U*I) ja (P=I^2*R) häviöt pienenevät jännitteen noustessa.
Esimerkiksi 10000 Watin siirrossa; Jos jännite (U) on 100 Volttia ja virta (I) on 100 Ampeeria ja kaapelin ominaisresistanssi (R) 1 mikroOhmia/m ,niin johde menettää tehoa 100A^2*0,000001Ohm=0,01 Wattia/metri johdetta.
Jos sama teho (10000W) siirretään 10000 voltin jännitteellä, niin virta (I) on silloin 1 A ja teho häviöt samassa johtimessa 1A^2*0,000001Ohm=1 mikroWatti/metri johdetta.
Eli jos haluat kuskata Espanjasta Suomeen aurinkosähköä, niin hinaa jännite ylös. Ainakin Venäjällä on kokeiltu 1,5 MV (miljoonaa volttia) siirtolinjoja.
"Käsittääkseni kaapelin paksuus ei merkitse mitään. Kaapelilla on tietty ominais resistanssi/m ja tätä ei voi muuttaa kaapelin materiaalia muuttamatta. "
Mitäh?
Mitä paksumpi kupari, niin sitä pienempi
on resistanssi/metri.
Jännitteen nosto tavallisissa sähkönsiirtotapauksissa on hyvä ratkaisu, koska se vaikuttaa neliössä, eli korottamalla jännite tuplaksi menee samasta johdosta läpi 4 kertainen tehomäärä häviöiden suurentumatta.
Pitkät ja ylipitkät sähkönsiirtomatkat tuovat uusia huomioonotettavia tekijöitä ja vaikeuksia.
Jos siirto suoritetaan vaihtovirralla on otettava huomioon johdon kapasitanssien ja induktanssien muodostamat lisäkuormat, koronahäviöt ym. Myös sähköverkkojen vaiheistus samaan tahtiin tuottaa ongelmia.
Edellisiä vaikeuksia ja kuormia voidaan pienentää suorittamalla sähkön siirto korkeajännitteisellä tasavirralla. Näin menetelläänkin Suomen ja Venäjän välisessä siirrossa.
Kullakin MATERIAALILLA on tietty OMINAISresistanssi, joka on vakio. Sitä on tapana merkitä kreikkalaisella kirjaimella ρ ja sen dimensio on resistanssi × pituus, yksikkönä Ωm.
Kullakin JOHTIMELLA on tietty resistanssi, joka ei ole vakio vaan ominaisresistanssin, pituuden (l) ja poikkipinta-alan (A) funktio. Kaapelin paksuus siis ON kaapelin resistanssin suhteen hyvinkin merkittävä tekijä.
R = ρ × l/A
(l metreinä, A neliömetreinä)
Kuparin ρ = 1,72 Ωm × 10^–8
Tehohäviö johtimessa = I^2 × R
Virta riippuu tietenkin siirrettävästä tehosta ja siirojännitteestä
I = P/U
Noilla homman pitäisikin olla laskettavissa.
Oma vastaukseni oli tietenkin yksinkertaistus, eli olet tietenkin oikeassa.
Täsmällisesti ottaen asioihin vaikuttaa sekä lukuisat asiat, ei vähiten käytetty taajuus, mutta alkuperäinen kysymys etsi sitä mitä pitää tehdä häviöiden minimoimiseksi. Yksinkertaisin vastaus on: Nosta jännitettä.
Ja jos tuplaat esim. standardoidun alumiinijohtimen poikkipinta-alan, niin sen paino nelinkertaistuu. Se ei enää pysy pylväissä.
Siirtolinjoilla on standardit, joissa häviöt on ilmoitettu Ohm/metri. (Jos kuitenkin viitsit muistuttaa, mikä on omegan merkin acii-koodi? Osasin sen ennen AutoCadin kulta-aikaa.)
Tietenkin kun puhutaan aallonpituuden luokkaa olevista siirtojohdoista niin pitää ottaa heijastukset huomioon eli sovittamalla generaattori, johto ja kuorma niin että ei tule heijastuksia.
Se johtimen poikkipinnan tuplaaminen vain tuplaa painonkin.
Pylväässäpysymiseen johtimen paino on vähiten vaikuttava tekijä, suurimman ongelman aiheuttaa tuuli-ja jääkuorma ja jos linjassa on kulmia niin rajoittavaksi muodostuu lämpötilan (pakkanen) aiheuttama jännityksen lisäytyminen.
Millä lailla kulmikkaan sähkölinjan jännitykset rajoittaisivat sen pituutta verrattuna pitkään ja suoraan sähkölinjaan ?
http://www.cdrummond.qc.ca/cegep/informat/Professeurs/Alain/files/ascii.htm
Linjan pituuteen se ei vaikuta, ainoastaan kannatinpylväiden väliin.
Avojohdon riippumaa ei voi kasvattaa rajattoman suureksi joten pidemmällä jännevälillä kiristysjännitys täytyy olla suurempi.
Suorassa linjassa kiristysvoimalla ei ole suurta väliä, mutta kulmissa syntyy myös linjan poikkisuuntaisia voimia.
Asia on helposti maastossa todettavissa, kulmapylväät on poikkeuksetta eritavoin harustettuja.
Kiitti
Miten näiden erikoismerkkien kirjoittaminen tapahtuu käytännössä ?
Paina ALT pohjaan ja naputtele koodi. Näin:Ω