Module 2 · Van bron tot stopcontact · Les 4 van 10 · ± 8 min
Waarom hoogspanning? De belangrijkste grafiek van de cursus
Hoogspanningsmasten zijn lelijk, duur en ze roepen weerstand op bij omwonenden. Waarom bouwen we ze dan toch?
Het antwoord zit in één formule. Speel er even mee voordat je verder leest.
Waarom hoogspanning?
500 MW · 100 km kabelSleep de spanning omhoog en kijk wat er met de verliezen gebeurt.
10 kV
Middenspanning in de wijk
Stroom door de kabel
50 kA
Laat de formule zien
I = P / U = 500 MW / 10 kV = 50000 A
Pverlies = I² × R = 50000² × 3 Ω = 7500.0 MW
Verlies schaalt met 1/U². Spanning verdubbelen = vier keer minder verlies.
De kern
Verlies schaalt met het kwadraat van de spanning
Om een bepaald vermogen te transporteren geldt I = P / U. Verdubbel je de spanning, dan halveert de stroom. En omdat het verlies in de kabel I² × R is, zorgt die halvering voor vier keer minder verlies.
Dat kwadraat is alles. Het is het verschil tussen 1% en 60% verlies over dezelfde honderd kilometer.
Waarom dan niet álles op 380 kV?
Omdat hoogspanning ook duur is. Je hebt enorme isolatieafstanden nodig, dure schakelapparatuur en veel ruimte. Voor de laatste tweehonderd meter naar je huis is dat volstrekt onzinnig.
Daarom is het net hiërarchisch: hoge spanning voor lange afstanden, lage spanning voor de laatste meters. Elke stap omlaag kost een transformator, maar bespaart een fortuin aan isolatie.
Klik de onderdelen van een transformatorstation aan:
Klik op een genummerd punt in de tekening.
Check jezelf · 3 vragen · 3 punten
Je verdubbelt de transportspanning bij hetzelfde vermogen. Wat gebeurt er met het verlies in de kabel?
Kern · 1 punt
Je transporteert 1 MW over een kabel met 0,5 Ω weerstand op 10 kV. Hoe groot is het verlies in kW? (P_verlies = I²R)
Examen · 1 punt
Waarom loopt niet het hele net op 380 kV?
Kern · 1 punt