Kabelverliezen berekenen bij 10kV transporten: een praktische benadering
Bij het ontwerpen van een middenspanningsnet voor laadinfrastructuur langs snelwegen, is een nauwkeurige berekening van kabelverliezen essentieel. Deze verliezen beïnvloeden niet alleen de efficiëntie, maar ook de dimensionering van transformatoren en de totale kosten van het project. Dit artikel biedt een praktische handleiding voor het berekenen van deze verliezen bij 10kV transporten.
De belangrijkste oorzaken van verliezen in hoogspanningskabels zijn ohmse verliezen (I²R) en dielektrische verliezen. De ohmse verliezen zijn recht evenredig met het kwadraat van de stroom en de weerstand van de geleider per kilometer. Voor een typische 10kV XLPE-kabel met een doorsnede van 240 mm² bedraagt de weerstand ongeveer 0,125 Ω/km. Bij een belasting van 150 A over een afstand van 5 km, levert dit een vermogensverlies op van P_verlies = I² * R * L = (150)² * 0,125 * 5 = 14.062,5 W of ongeveer 14 kW.
Inspectie van hoogspanningskabels is cruciaal voor het monitoren van verliezen en veiligheid.
Naast ohmse verliezen spelen ook inductieve verliezen een rol, vooral bij langere kabellengtes en hoge stromen. De reactantie van de kabel zorgt voor een spanningsval die de beschikbare spanning aan het einde van de lijn vermindert. Deze spanningsval moet binnen de normen blijven (vaak maximaal 5%) om de werking van snelladers te garanderen. Het gebruik van geavanceerde simulatiesoftware, zoals die door A1 Simco Electric wordt ontwikkeld, maakt een integrale analyse mogelijk waarbij belastingsprofielen, kabellengtes en materiaaleigenschappen worden gecombineerd.
Een praktische oplossing om verliezen te beperken is het optimaliseren van de kabeldoorsnede. Hoewel een dikkere kabel initieel duurder is, kan deze op termijn aanzienlijke besparingen opleveren door lagere operationele verliezen. Daarnaast kan het strategisch plaatsen van compensatie-eenheden (shunt condensatoren) helpen om de arbeidsfactor te verbeteren en zo de schijnbare stroom en bijbehorende verliezen te verminderen. Voor netten met veel gelijkrichterbelasting van snelladers is dit een belangrijke overweging.
Conclusie
Een gedetailleerde berekening van kabelverliezen is geen louter theoretische oefening, maar een kritische stap in het waarborgen van de betrouwbaarheid en efficiëntie van het toekomstige elektrische snelwegnet. Door verliezen proactief te modelleren en te minimaliseren, dragen we bij aan een robuust en kosteneffectief energiesysteem.
