Samenvatting – Lijnen & Spanningsregeling
Dit deel behandelt de spanningsregeling in de verschillende netvakken (HS – MS – LS). In de HS wordt
de spanning geregeld door injectie of extractie van reactief vermogen Q. In MS en LS regelt men de
tapstand van de transformatoren: in MS onder spanning (OLTC), in LS spanningsloos. In de laagspanning
gebruikt men daarnaast invertorregelingen om Q uit te wisselen met het net of om PV en wind te deraten.
1. Lijnmodel, spanningsval en -verdraaiing
Een lijn wordt gemodelleerd met het RL-model (serie R en X = ωL); bij een verliesvrije lijn wordt ook
R verwaarloosd. Over een lijn ontstaat een spanningsval ΔU (in fase met U2) en een
spanningsverdraaiing δU (loodrecht erop), uitgedrukt in functie van het getransporteerde vermogen:
• ΔU = (R·P + X·Q) / U2
• δU = (−R·Q + X·P) / U2
HS-lijn versus LS-kabel (X/R-verhouding)
De dominante invloed op ΔU en δU hangt af van de X/R-verhouding. Bij een hoogspanningslijn (X ≫
R) wordt ΔU vooral bepaald door Q en δU vooral door P → daarom is de lengte van een AC HS-lijn
beperkt. Bij een LS-kabel (X ≪ R) is het omgekeerd: ΔU vooral door P, δU vooral door Q. Typische X/
R-waarden: generator 20, transformator 10, openluchtlijn 5, kabel 1 (in MS en LS).
De spanningsval op een HS-lijn beperkt men met een seriecondensator bij de lijninductantie (verlaagt de
totale X = XL − XC) of met een condensatorbatterij parallel met de belasting (beperkt de Q die over de
lijn getrokken wordt).
Reactief vermogen regelt de spanning
Een spoel neemt Q op, een condensator stuurt Q uit. Bijgevolg verhoogt Q injecteren de spanning en
verlaagt Q afnemen ze. De hoeveelheid Q die nodig is om de spanning in een punt 1 V te doen stijgen, is
gelijk aan de kortsluitstroom in dat punt (verliesvrije lijn): een sterk net vraagt veel Q voor een kleine
stijging, een zwak net volstaat met weinig Q. Moderne PV-invertoren benutten dit door bij te hoge
netspanning Q op te nemen (invertor gedraagt zich als spoel) zodat de spanning daalt.
2. Vermogenoverdracht over een verliesvrije lijn
Voor een verliesvrije lijn (RL = 0) geldt voor het actief en reactief vermogen:
• P = (U1·U2 / XL) · sin δ
• Q = (U2 / XL) · (U1·cos δ − U2)
Hierbij geldt: P vloeit van het punt dat voorijlt naar het punt dat naijlt — de faseverschuiving δ is de
maat voor P (U1 en U2 kunnen gelijk zijn). Q vloeit van het punt met de hogere spanning naar het
punt met de lagere spanning — het spanningsverschil is de maat voor Q. Aan beide zijden kan men P en
Q berekenen via het reële en imaginaire deel van S1 = U1·I1* en S2 = U2·I2*, met I = (U1 − U2)/XL.
Dit deel behandelt de spanningsregeling in de verschillende netvakken (HS – MS – LS). In de HS wordt
de spanning geregeld door injectie of extractie van reactief vermogen Q. In MS en LS regelt men de
tapstand van de transformatoren: in MS onder spanning (OLTC), in LS spanningsloos. In de laagspanning
gebruikt men daarnaast invertorregelingen om Q uit te wisselen met het net of om PV en wind te deraten.
1. Lijnmodel, spanningsval en -verdraaiing
Een lijn wordt gemodelleerd met het RL-model (serie R en X = ωL); bij een verliesvrije lijn wordt ook
R verwaarloosd. Over een lijn ontstaat een spanningsval ΔU (in fase met U2) en een
spanningsverdraaiing δU (loodrecht erop), uitgedrukt in functie van het getransporteerde vermogen:
• ΔU = (R·P + X·Q) / U2
• δU = (−R·Q + X·P) / U2
HS-lijn versus LS-kabel (X/R-verhouding)
De dominante invloed op ΔU en δU hangt af van de X/R-verhouding. Bij een hoogspanningslijn (X ≫
R) wordt ΔU vooral bepaald door Q en δU vooral door P → daarom is de lengte van een AC HS-lijn
beperkt. Bij een LS-kabel (X ≪ R) is het omgekeerd: ΔU vooral door P, δU vooral door Q. Typische X/
R-waarden: generator 20, transformator 10, openluchtlijn 5, kabel 1 (in MS en LS).
De spanningsval op een HS-lijn beperkt men met een seriecondensator bij de lijninductantie (verlaagt de
totale X = XL − XC) of met een condensatorbatterij parallel met de belasting (beperkt de Q die over de
lijn getrokken wordt).
Reactief vermogen regelt de spanning
Een spoel neemt Q op, een condensator stuurt Q uit. Bijgevolg verhoogt Q injecteren de spanning en
verlaagt Q afnemen ze. De hoeveelheid Q die nodig is om de spanning in een punt 1 V te doen stijgen, is
gelijk aan de kortsluitstroom in dat punt (verliesvrije lijn): een sterk net vraagt veel Q voor een kleine
stijging, een zwak net volstaat met weinig Q. Moderne PV-invertoren benutten dit door bij te hoge
netspanning Q op te nemen (invertor gedraagt zich als spoel) zodat de spanning daalt.
2. Vermogenoverdracht over een verliesvrije lijn
Voor een verliesvrije lijn (RL = 0) geldt voor het actief en reactief vermogen:
• P = (U1·U2 / XL) · sin δ
• Q = (U2 / XL) · (U1·cos δ − U2)
Hierbij geldt: P vloeit van het punt dat voorijlt naar het punt dat naijlt — de faseverschuiving δ is de
maat voor P (U1 en U2 kunnen gelijk zijn). Q vloeit van het punt met de hogere spanning naar het
punt met de lagere spanning — het spanningsverschil is de maat voor Q. Aan beide zijden kan men P en
Q berekenen via het reële en imaginaire deel van S1 = U1·I1* en S2 = U2·I2*, met I = (U1 − U2)/XL.
