Dimensionering af resonans spole til 10 kV resonans spole jordet net, samt lidt om isolerede – og effektiv jordede net
Leveret af Keld Dyrmose, Lektor, AAMS (Aarhus Maskinmesterskole)
Keld Dyrmose er lektor ved Aarhus Maskinmesterskole (AAMS) og uddannet maskinmester. Han har bidraget med teknisk viden inden for områder som transformatorers paralleldrift, omsætningsforhold og koblingscifre samt AC-kredsløbsberegninger.
Læs mere om spoler her
Dimensionering af Resonansspole i 10 kV Net
Resonansspoler (også kaldet Petersen-spoler) anvendes i resonansjordede net for at minimere jordfejlstrømme ved fejl på faselederne. Dette gøres ved at kompensere kapacitive jordfejlstrømme ved hjælp af en induktiv spole.
1. Grundprincipper for Resonansjordning
I et resonansjordet net bruges en induktiv spole (L) for at balancere den kapacitive fejlstrøm (I_C) ved en jordfejl.IL=ICI_L = I_CIL=IC
hvor:
- I_L = strøm i resonansspolen (induktiv strøm).
- I_C = kapacitiv jordfejlstrøm fra kabler og luftledninger.
Når spolen er korrekt dimensioneret, opnås næsten nul reststrøm ved en enkeltfasejordfejl, hvilket reducerer risikoen for skade og giver mulighed for fortsat drift.
2. Dimensioneringsformel
Resonansspolen vælges, så dens reaktans matcher systemets samlede kapacitive reaktans:XL=XCX_L = X_CXL=XC ωL=1ωC\omega L = \frac{1}{\omega C}ωL=ωC1 L=1ω2CL = \frac{1}{\omega^2 C}L=ω2C1
hvor:
- L = Spoleinduktans (H).
- C = Samlet kapacitans til jord i nettet (F).
- ω\omegaω = 2πf, hvor f = 50 Hz.
Den kapacitive jordstrøm beregnes som:IC=3⋅ωC⋅UfI_C = 3 \cdot \omega C \cdot U_{f}IC=3⋅ωC⋅Uf
hvor:
- U_f = Fasespændingen i systemet (10 kV / √3 ≈ 5,77 kV).
Spolen dimensioneres ofte med en justerbar værdi (typisk 50-500 A) for at kompensere for netændringer.
3. Eksempel på Dimensionering
Antag at nettet har en samlet kapacitiv jordstrøm på 100 A.
For 10 kV-nettet er den nødvendige induktans:L=UfωIC=5,77kV2π⋅50 Hz⋅100AL = \frac{U_f}{\omega I_C} = \frac{5,77 \text{kV}}{2\pi \cdot 50 \text{ Hz} \cdot 100 A}L=ωICUf=2π⋅50 Hz⋅100A5,77kV L≈18,4 mHL \approx 18,4 \text{ mH}L≈18,4 mH
Dette betyder, at en resonansspole med justérbar værdi omkring 18-20 mH bør vælges.
4. Sammenligning af Jordingsmetoder
| Jordingstype | Fordele | Ulemper |
|---|---|---|
| Isoleret net | Ingen jordstrøm → ingen umiddelbar afbrydelse | Høj overspænding ved jordfejl |
| Effektiv jordet net | Hurtig fejlregistrering | Store jordfejlstrømme (kan give varme- og spændingsproblemer) |
| Resonansjordet net | Lille jordfejlstrøm → mindre skade og fortsat drift | Kræver regulerbar resonansspole |
Resonansjordning bruges især i mellemspændingsnet (10-36 kV), hvor kapacitive jordstrømme er store.
Enhedsomregner/Enhedsberegner til omregning af enheder. Her kan du omregne mange enheder i flere kategorier som længde, areal, densitet, energi, masse, kraft, tryk, hastighed, temperatur, volumen med mere. Du finder den her
