Simulaties onthullen verborgen risico’s van hoogspanningslijnen en HVDC-kabels

Waarom simulaties de energiesector veranderen

Laboratorium- en veldmetingen worden vaak gezien als de beste methode voor het ontwerpen van energiesystemen. Toch hebben deze methoden beperkingen, zoals hoge kosten, tijdrovendheid en praktische onmogelijkheden bij het testen van complexe scenario’s. Simulaties bieden hier een oplossing door het ontwerpproces te versnellen, kosten te verlagen en zelfs situaties te analyseren die niet direct meetbaar zijn.

Casestudy 1: Corona-effecten op hoogspanningsmasten

Een kritisch aspect van hoogspanningslijnen is de corona-prestatie van isolatoren. Bij spanningen van 500 kV of hoger is een corona-vrije werking essentieel om energieverlies en storingen te voorkomen. Traditioneel worden deze tests uitgevoerd in laboratoria met beperkte opstellingen, meestal als een gefragmenteerde fase-instelling. Dit maakt het moeilijk om de resultaten direct te vertalen naar echte driefasige systemen.

Moderne simulatietechnieken kunnen deze kloof overbruggen. Door virtuele modellen te gebruiken, kunnen ingenieurs de prestaties van isolatoren nauwkeurig voorspellen onder realistische omstandigheden, zonder afhankelijk te zijn van fysieke testruimtes. Dit bespaart niet alleen tijd en geld, maar zorgt ook voor betrouwbaardere ontwerpen.

Casestudy 2: Onderzeese HVDC-kabels en hun onverwachte impact

Hoge-Voltage-Gelijkstroom (HVDC) kabels worden veel gebruikt voor offshore windparken. Tot nu toe werd aangenomen dat deze kabels geen externe elektrische velden genereren, omdat hun statische magnetische velden geen spanningen buiten de kabel zouden induceren. Nieuwe simulaties tonen echter aan dat dit niet helemaal klopt.

Wanneer oceaanstromen door het statische magnetische veld van een HVDC-kabel bewegen, ontstaat er een relatieve beweging die voldoet aan de voorwaarden van de wet van Faraday. Dit resulteert in de vorming van externe elektrische velden rond de kabel. Deze velden liggen binnen het detectiebereik van verschillende zeedieren en kunnen hun gedrag beïnvloeden. Een fenomeen dat tot voor kort grotendeels werd over het hoofd gezien.

Belangrijkste inzichten uit de simulaties

• Corona-prestaties optimaliseren: Gebruik simulaties om laboratoriumresultaten nauwkeurig om te zetten naar driefasige systemen voor spanningen van 500 kV en hoger.
• Milieueffecten van HVDC-kabels: Ontdek hoe oceaanstromen elektrische velden genereren die schadelijk kunnen zijn voor zeeleven.
• Kosten en tijd besparen: Vermijd de beperkingen van fysieke tests door virtuele modellen in te zetten.
• Toepassing van elektromagnetische theorie: Begrijp hoe relatieve beweging in statische magnetische velden leidt tot meetbare effecten die alleen via simulaties kunnen worden geanalyseerd.

Praktische toepassing en toekomstperspectief

Deze inzichten benadrukken het belang van geavanceerde simulatietools in de energiesector. Niet alleen voor het verbeteren van bestaande systemen, maar ook voor het ontwerpen van toekomstbestendige oplossingen die rekening houden met zowel technische als ecologische factoren.

Benieuwd hoe u deze technieken kunt toepassen in uw project? Meld u dan aan voor het gratis webinar en ontvang praktische kennis van experts in het veld.