Efter den här lektionen kan du följa energin från generatorn i kraftverket till lampan i ett hus, säga vilken spänningsnivå varje del av vägen har och varför, och läsa av riktiga värden ur nätet på varje stopp.
Du står vid turbinhallen i ett vattenkraftverk. Härifrån ska energin ut till huset H1 i en villaförort. På vägen passerar den nio stopp, R0 till R8: generatorn G1, transformatorn T1 som höjer spänningen, stamnätet med två parallella ledningar på 180 km, regionstationen med T2, regionnätet på 130 kV, ställverket +S1 där T3 sänker till 10 kV, lokalnätets kabel L10, nätstationen N1 där T4 sänker till 400 V, och till sist serviskabeln W_K1 in till huset.
I 3D är avstånden komprimerade – 180 km stamnät ryms på 24 m. Men alla värden du läser är verkliga: spänningar, strömmar, effekter och förluster räknas av en nättvilling som löser hela kedjan från generator till hus, tio gånger i sekunden. Varje segment har en skylt med det verkliga avståndet, så du behöver aldrig gissa vad som är förkortat.
Elnätet är en kedja av spänningsnivåer: 15 kV i generatorn, 400 kV i stamnätet, 130 kV i regionnätet, 10 kV i lokalnätet och 400/230 V hos kunden. Varje transformator byter nivå – högt där mycket energi ska långt, lågt där människor finns. Effekten är nästan densamma hela vägen; det är spänningen och strömmen som byter skepnad.
Flyg genom alla nio stopp. Läs av och logga spänningen på sex ställen: vid generatorn (G1:U), efter T1 (B400A), efter T2 (B130), på ställverkets skena A (SKA), på nätstationens lågspänningsskena (N1:LV) och mellan fas och nolla i huset (H1:L1N). Fundera före varje avläsning: vilken storleksordning förväntar du dig?
R0 · Kraftverket – G1 15 kV
Turbinen driver generatorn G1 med 375 rpm. Åtta polpar ger 50 Hz. Tre lindningar 120° isär ger tre faser.
Verkligt avstånd: –. Avstånden längs resan är komprimerade; objektens storlek är verklig.
Förlusten är 3·I²·R med samma ledning (R = 2,70 Ω). Strömmen blir 26,7 gånger större och förlusten 711 gånger större – vid 15 kV skulle ledningen förbruka mer än hela effekten. Därför transformerar T1 upp till 400 kV.
Lägg märke till hur liten del av G1:s 206,1 MW som hamnar i huset: 3,72 kW. Resten går till regionen (200 MW), industrin på 10 kV (3,23 MW) och de övriga 420 kW som N1 matar. Kedjan du följer är en enda väg genom ett nät med tusentals grenar.
Varje transformator multiplicerar spänningen med sin omsättning. Längs ledningarna faller en del av spänningen, och lindningskopplarna i T2 och T3 justerar så att nivån hålls nära märkvärdet.
Samma kedja som en karta. Här ser du alla nio stopp på en gång, med spänningsnivå och verkligt avstånd. Använd den när du vill jämföra stoppen sida vid sida.
Från generatorn G1 till huset H1. Kartan är komprimerad – de verkliga avstånden står under ledningarna. Alla värden kommer från samma nättvilling som 3D-världen.
Turbinen driver generatorn G1 med 375 rpm. Åtta polpar ger 50 Hz. Tre lindningar 120° isär ger tre faser.
| Skena | Märk | Uppmätt | % av märk |
|---|---|---|---|
| G1 klämmor | 15 kV | 15,75 kV | 105,0 % |
| 400 kV vid T1 | 400 kV | 401,55 kV | 100,4 % |
| 400 kV vid T2 | 400 kV | 393,58 kV | 98,4 % |
| 130 kV vid T2 | 130 kV | 129,93 kV | 99,9 % |
| 10 kV skena A (+S1) | 10 kV | 10,07 kV | 100,7 % |
| 10 kV in i N1 | 10 kV | 10,01 kV | 100,1 % |
| 0,4 kV i N1 | 400 V | 413,1 V | 103,3 % |
| 0,4 kV i H1 (L1–L2) | 400 V | 411,8 V | 102,9 % |
Spänningen faller längs vägen när ström flyter genom ledningarnas och transformatorernas impedans. Lindningskopplare i T2 och T3 lyfter tillbaka den – och T4 har 420 V i tomgång för att kunderna längst ut ska få nära 400 V.
Samma resa, men något i nätet är inte som det ska. Gå igenom stoppen och jämför med siffrorna ovan. Var avviker värdena? Ställ en hypotes i panelen Felsökning och åtgärda.
R0 · Kraftverket – G1 15 kV
Turbinen driver generatorn G1 med 375 rpm. Åtta polpar ger 50 Hz. Tre lindningar 120° isär ger tre faser.
Verkligt avstånd: –. Avstånden längs resan är komprimerade; objektens storlek är verklig.
Förlusten är 3·I²·R med samma ledning (R = 2,70 Ω). Strömmen blir 26,7 gånger större och förlusten 711 gånger större – vid 15 kV skulle ledningen förbruka mer än hela effekten. Därför transformerar T1 upp till 400 kV.
Ett dolt fel är injicerat. Använd panelen Felsökning.
Vilken huvudspänning har stamnätet efter T1 (B400A) i normal drift? Svara i kV, bara talet.
Hur stor fasspänning (L1–N) får huset H1 i normal drift?
I vilken ordning passerar energin spänningsnivåerna på vägen till huset?
Stamnätet är 180 km men ryms på 24 m i 3D. Vad betyder det för värdena du läser av?
Mastery-kriterium: du kan placera varje spänningsnivå i kedjan, förklara varför den finns och läsa av rätt mätpunkt för en given fråga.
Fyra frågor om kedjan från G1 till H1.
Hur stor aktiv effekt levererar G1 i normal drift? Svara i MW, bara talet.
Hur stort är spänningsfallet över stamnätet (B400A − B400B)? Svara i kV, bara talet.
Vilken transformator sänker spänningen från 10 kV till 400 V?
Varför får huset bara några kilowatt av generatorns hundratals megawatt?
Med ett kostnadsfritt konto sparas dina anteckningar, bokmärken och hela din progression — så att du kan fortsätta exakt där du slutade, på vilken enhet som helst.
Skapa konto