Efter den här lektionen kan du förklara hur solceller på ett hus vänder effektflödet i serviskabeln, varför spänningen i huset stiger när det matar ut, och varför växelriktaren måste koppla bort sig när nätet försvinner (skydd mot ö-drift).
Elnätet byggdes för att effekten ska gå åt ett håll: från G1, genom transformatorerna, ut till kunderna. Med solceller på taket kan huset H1 producera mer än det förbrukar. I tvillingen ger PV1 upp till 15 kW trefas genom en växelriktare.
Nu en solig vårdag: PV1 producerar 12,0 kW och huset förbrukar bara 3,0 kW plus lamporna.
Effekten går dit spänningen är lägst. När huset producerar mer än det förbrukar blir husets spänning en aning högre än nätstationens – och strömmen går baklänges ut i serviskabeln, genom T4 och vidare upp i nätet. Samma kabel, samma säkringar, andra riktningen.
Se på partiklarna i serviskabeln W_K1 – åt vilket håll går de? Mät flödet i serviskabeln och fasspänningen i huset.
Effekten i serviskabeln är -8,47 kW – minustecknet betyder att den går från huset mot N1. Fasspänningen i huset steg till 240,4 V, jämfört med 236,4 V utan solceller: spänningsfallet i kabeln har bytt tecken och blivit en spänningshöjning.
Många solcellsanläggningar på samma kabel en solig dag med låg förbrukning kan driva spänningen över 253 V. Då kopplar växelriktarna bort sig av sig själva – och kunden förlorar sin produktion. Det är en av de stora utmaningarna i dagens lokalnät.
Öppna lastfrånskiljaren QL1 i nätstationen, som när en montör kopplar bort N1 för att arbeta. Vad gör solcellerna? Lämna QL1 öppen tills du sett vad som händer.
Kan bryta lastströmmen (men inte kortslutningsström) och ge synligt brott mot L10.
0,20 s efter att QL1 öppnats kopplade växelriktaren bort solcellerna. Om den inte gjorde det skulle solcellerna kunna hålla spänning i huset och – baklänges genom T4 – på 10 kV-kabeln som montören tror är frånkopplad. Det kallas ö-drift och är livsfarligt för den som arbetar på nätet.
När nätet kommer tillbaka väntar växelriktaren 60 s med normal spänning och frekvens innan den återansluter. Det ger nätet tid att stabilisera sig och förhindrar att tusentals växelriktare kopplar in samtidigt.
Därför ska en montör alltid spänningsprova och jorda på arbetsstället även om allt uppströms är frånkopplat. En felaktig växelriktare, ett reservaggregat eller en elbil som matar ut kan spänningssätta en ”död” kabel bakifrån.
Följ samma solcellsdag genom resan: flyg från nätstationen till huset och mät flödet i serviskabeln och i 10 kV-kabeln L10.
R6 · Nätstationen N1 10/0,4 kV
T4 sänker till 400 V (420 V i tomgång). Säkringslister skyddar fyra utgående kablar.
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.
I serviskabeln går 8,16 kW mot nätet, men i L10 går fortfarande 417 kW från ställverket till N1. Husets överskott används av grannarna på N1 – det når aldrig 10 kV-sidan. Först om alla kunder på N1 tillsammans producerar mer än de förbrukar vänder flödet även i L10 och genom T4.
PV producerar 12,0 kW och huset förbrukar 3,0 kW plus 3 × 60 W lampor. Ungefär hur mycket går ut i serviskabeln (kW, ange som positivt tal)?
Varför stiger spänningen i huset när det matar ut?
Hur lång tid efter att nätet försvann kopplade växelriktaren bort sig i tvillingen (s)?
Vad är ö-drift?
Mastery-kriterium: du kan förklara riktning, spänningshöjning och ö-driftsskydd. Svara utan att gå tillbaka.
Fyra frågor om flöden åt båda håll.
P_K1 = −8 kW. Vad betyder det?
Fasspänningen i huset utan PV är 236,4 V och med överskott 240,4 V. Hur mycket steg den (V)?
Varför väntar växelriktaren 60 s innan den återansluter?
En montör ska arbeta på L10. Allt uppströms är frånkopplat. Vad måste hen ändå göra på arbetsstället?
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