Spannings en vermogenverlies in leidingen

Spannings- en vermogenverlies 

in leidingen 

KHLim-Lerarenopleiding 

René Peeters

Leerstof 

• Leerstof: pagina 150 – 157 Elektriciteit 1 

• Leerstof: pagina 142 – 145 in Elektra 1 

• Leerstof: pagina 119 – 125 in Elektriciteit Leerboek A1 

KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 2

Probleemstelling 1 

• Spanningsval over de draden 

 

 

A = ideale situatie (toevoerdraden hebben geen weerstand) 

B = werkelijke situatie (toevoerdraden – zie Pouillet – hebben wel 

een ohmse weerstand). 

Figuur A: U lamp = 6 V 

Figuur B: U lamp = 5,88 V 

Bij een te lage spanning kan een verbruiker niet meer 100% functioneren 


Samenvatting probleemstelling 

• Spanningsval over de draden volgens wet van Ohm 

U 

v 

 

R 

leiding 

 

I 

• Vervolg: Welke doorsnede van draad hebben we nodig 

opdat Uv voldoende laag zal zijn? 


Spanningsval – Welke doorsnede? 

• VB: woning veraf gelegen van het verdeelpunt 

L1 

N 

Verbruiker 

• Rekenmodel voor berekeningen 

 

 

 

 

Bronspanning U 

Leidingweerstand heen R L1 

Leidingweerstand retour R L2 

Spanning over belasting U b 

U 

RL1 

RL2 

Ub 


Spanningsval – Welke doorsnede? 

• Spanning over belasting Ub 

RL1 

 

R L1 en R L2 staan in serie 

U 

RL2 

Ub 

• Spanningsval over de draden Uv: 

U 

U 

v 

v 

U 

L1 

U 

L2 

RL 

1 

I RL2 

R R ) I R I 

( 

L1 

L2 

L 

I 

U 

U 

v( 

V ) 

(%) 100 

U ( V ) 

• Spanningsval over de draden in % (zie ook de normen) 

v 

U 

U 

 

• Resterende spanning over de belasting (verbruiker) Ub: 

b 

U v 


Spanningsval – Invloedsfactoren 

• Uit Pouillet volgt de spanningsval van de leiding 

• Spanningsval U v verlagen door volgende maatregelen 

Stroomsterkte I verminderen 

• Praktisch onmogelijk omdat een toestel een bepaalde stroomsterkte 

nodig heeft. 

 

 

 

U 

V 

 

R 

L 

I 

l 

 

heen 

l 

A 

terug 

Lengte leiding l inkorten 

• Weinig extra resultaat omdat men toch de kortste weg neemt tussen 

verbruiker en bron. 

Soortelijke weerstand verkleinen 

• Economisch niet haalbaar omdat beter geleidende stoffen ( Ag 

< Cu 

) 

ook véél duurder zijn. Zilver (Ag) is veel duurder dan koper (Cu) 

Doorsnede A vergroten 

• Enig haalbare factor door dikkere kabels te kiezen 

I 

 

2l 

 

A 

I 


Voorbeeld 1 

• Gegeven: Een paneelzaag bevindt zich op 150 

m van het hoofdverdeelbord. 

De motor van deze zaag heeft 

gegevens; 7 kW - 400 V - 13 A. 

• Gevraagd: Minimum draadsectie bij een max. 

spanningsverlies van 5% 

• Oplossing: 

3% spanningsverlies 

U 

v(%) 

 

Minimum doorsnede 

U 

v 

 

R 

L 

I 

2l 

R L 

 

A 

U 

v 

5 

( V ) U 

( V ) 400 

100 100 

2l 

A I 

U 

v 

2150 

A 0,0175 

13 

 

20 

2 

3,41mm 

Beschikbare standaard doorsneden = 1,5 – 2,5 – 4 – 6 – 10 mm 2 

Praktisch = 4 mm 2 en de kabel afzekeren met 25 A automaat type D (??) 

20 V 


Voorbeeld 2 

• Gegeven: Tabel AREI-boekje 

• Gevraagd: Bereken de maximale 

lengte voor 1,5 mm 2 en 10 A bij U v 

= 3 

% en U = 230 V 


Spanningsval in volt 

 

U 

v 

Doorsnede 1,5 mm 2 en I = 10 A 

U 

V 

R 

U 

v 

(%) 3 

( V ) U 

( V ) 230 

100 100 

l 

AU 

v 

2 

I 

 

1,56,9 

20,017510 

L 

l 

I 


6,9 V 

l 

A 

29,57 m 

terug 

2l 

 

A 

 

We kiezen afgerond 30 m lengte 


Oefening 1 

• Gegeven: Rekenprogramma op internet 

http://users.telenet.be/annette-guy/calc/voltagedrop.htm 

• Gevraagd: Verifieer deze rekenregel voor dezelfde inputgegevens 

• Oplossing: Rekenregel in orde? 



• Gegeven: Ondergrondse kabel 3G150 – 10 kV uit koper 

cu = 0,0175 mm 2 /m (bij 20°C omdat kabel warm wordt) 

• Gevraagd: Welke doorsnede moet een vervangende aluminium kabel 

hebben bij dezelfde stroombelasting en dezelfde lengte? De 

toegelaten spanningval U v 

= 3 % en Al = 0,028 mm 2 /m. 


Oplossing: A Al 

= 240 mm 2 


Probleemstelling 2 

• Vermogenverlies bij energietransport 

• Simulatie met Absorb Physics (schoollicentie) 

16 kW verlies 

400 kW 384 kW 

Bij te hoog verlies kunnen de verbruikers niet meer 100% functioneren 


Samenvatting probleemstelling 

• Vermogenverlies t.g.v. joule-effect in de draden 

P 

v 

 

R 


 

I 

2 

• Vervolg: Welke doorsnede van draad hebben we nodig 

opdat Pv voldoende laag zal zijn? 


Vermogenverlies – Invloedsfactoren 

• Pouillet invullen in het vermogenverlies van de 


l l 

2 l 

P 

V 

 

R 

L 

I 

2 

 


A 

terug 

I 

2 

 

A 

I 

2 

• Vermogenverlies P v verlagen 

Stroomsterkte I verminderen 

• Praktisch onmogelijk omdat een toestel een bepaalde 

stroomsterkte nodig heeft. 

Lengte leiding l inkorten 

• Weinig extra resultaat omdat men toch de kortste weg neemt 

tussen verbruiker en bron. 

Soortelijke weerstand verkleinen 

• Economisch niet haalbaar omdat beter geleidende stoffen ( Ag < 

Cu ) ook véél duurder zijn. Zilver (Ag) is veel duurder dan koper 


Voorbeeld 3 

• Gegeven: Vermogen van 50 kW transporteren over 300 m met Cu-kabel 

bij U =400 V.en Cu 

= 0,0175 mm 2 /m 

• Gevraagd: Minimum draadsectie bij P V 

= 3% 


P 

v(%) 

3% vermogenverlies 

 

 

 

Stroomsterkte 

Weerstand uit jouleverlies 

Minimum doorsnede 

P (W ) P(W ) 

3 5010 

3 1500 W 

100 100 

 

v 

I 

U 

P 

R 

 

L 

A 

3 

5010 

125 A 

400 

Pv 

1500 

0,096 Ω 

2 

I 125 

 

2l 

2300 

2 

0,0175 

109,375 mm 

0,096 

2 

Beschikbare secties als energiegrondkabel NYY = 70 – 95 – 120 mm 2 

27.000 € / km voor type 3G120 en Imax = 282 A (lucht) en 313 A (grond) 

Enkel op I = 125 A werken, geeft keuze 3G35 (131/157 A) aan 8.800 € / km 

Rekening houden met 3% vermogenverlies kost véél geld! 

R L 



• Gegeven: Workshop theatertechnicus Zaandamtheater, vuistregel voor 

maximale kabellengte vanaf een installatieautomaat (B-curve). 

l 

max 

( m) 

818 

A( 

mm 

I( 

A) 

• Gevraagd: Check vuistregel op P V 

= 5% kabel XVB-F2 - 3G2,5 - 20A 


Kabellengte volgens vuistregel 

2 

) 

 

Kabelweerstand 

 

Jouleverlies kabel 

 

Procentueel verlies 

 

Toelaatbaar? 



• Gegeven: Motor I = 25 A, aansluiten op verdeelbord 240 V op 80 m 

afstand. Toegelaten jouleverlies Pv = 5%. 

• Gevraagd: Bereken minimum aderdoorsnede 


Jouleverlies in W 

 

Kabelweerstand uit jouleverlies 

 

Kabeldoorsnede 

Keuze uit genormaliseerde secties 1,5 – 2,5 – 4 – 6 mm 2 


Netberekening 

• Doel = betrouwbaar distributienet ontwerpen 

 

 

 

Kortsluitberekening 

• Met deze berekening tracht men onder verschillende omstandigheden 

de diverse kortsluitstromen te bepalen. De uitkomsten dienen om na te 

gaan indien alle apparaten, systemen en kabels aan de geldende eisen 

voldoen en goed zijn gedimensioneerd. 

Lastberekening 

• Hierbij worden onder in diverse situaties en onder verschillende 

omstandigheden de diverse belastingsstromen in het net berekend. 

Lastberekeningen maken het mogelijk thermische belastingen, 

spanningsverliezen en temperatuurstijgingen te bepalen en zo de mate 

van bedrijfszekerheid vast te stellen. 

Selectiviteitsberekening 

• Selectiviteit is de coördinatie van de beveiligingselementen zodanig dat 

voor een fout op een welbepaalde plaats enkel die beveiliging reageert 

die zich het dichtst stroomopwaarts bij de fout bevindt.

Spannings en vermogenverlies in leidingen

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?