Universele generator
in alle landen inzetbaar
Generator
De grote stroomgeneratoren zijn universeel gemaakt: ze kunnen overal ingezet worden. Maar hoe worden ze aangesloten?

Universele generator

Men gebruikt vaak de benaming stroomaggregaat als men het heeft over een motor + generator. In principe kan de generator los werken van de motor (waterval of windenergie: in dit geval gebruikt men echter asynchrone generatoren).


Dit is het electrisch schema. Trek uw plan!
De alternatoren voor een laag vermogen hebben meestal 3 spoelen (en dus 6 aansluitingen), terwijl grotere alternatoren 6 spoelen hebben, en dus 12 aansluitingen.

Er zijn twee spoelen per pool, en deze spoelen kunnen ofwel in serie ofwel in parallel aangesloten worden.

De alternator kan zo gemakkelijk gecableerd worden voor 120/208V (standaard-configuratie in de Verenigde Staten), maar ook voor 230/400V (Europa).

Aansluitvoorbeelden van alternatoren met 6 spoelen staan halverwege de pagina.


Een generator van het amerikaans leger:
de frekwentie bedraagt 60Hz


Een generator van de NATO:
die levert zowel 50 als 60Hz

Deze generatoren van het leger worden gekenmerkt door een schakelaar Battle Short die gebruikt wordt om alle beveiligingen uit te schakelen en de generator te laten werken in overbelasting of zonder voldoende oliedruk. “A la guerre comme à la guerre”...
De Battle Short schakelaar staat onderaan rechts, afgedekt door een klep die origineel rood was. Recentere uitvoeringen hebben een zegel die verbroken moet worden om de battle short in werking te kunnen zetten.

De Battle Short zou je kunnen vergelijken met een schakelaar met de stand ”vrede“ en ”oorlog“.
 


Een generator voor vliegtuigen aan de grond levert 400Hz
Naast de gekende netfrekwenties van 50 en 60Hz wordt er 400Hz gebruikt in vliegtuigen. Deze hogere frekwentie maakte het mogelijk kleinere transfos en motoren te gebruiken voor eenzelfde vermogen, wat belangrijk is in vliegtuigen. Dit voordeel speelt geen rol meer want tegenwoordig gebruikt men schakelende voedingen die niet kieskeurig zijn wat de frekwentie betreft.

Ster lage spanning (Wye low)
Sterhoge spanning (Wye high)
Zigzag of dog leg (monophase)
High leg (monophase, biphase et driefasig)


Het aansluiten van een enkele monofasige gebruiker op een driefasige alternator


Universele generator

Een universele generator heeft drie wikkelingen, elk gemerkt 230-240V. Een van de wikkelingen heeft een middenaftakking. Met een dergelijke generator kan je stroom aan gans de wereld leveren.
  • De motorsnelheid is instelbaar op 1500 en 1800 toeren om 50 of 60Hz te leveren en
  • er is een fijnafstelling om de spanning in te stellen op 230 of 240V per wikkeling.

Maar hoe moet de generator aangesloten worden?

Het is interessant te weten dat de wikkelingen altijd 230 of 240V leveren. Het is de manier van aansluiten die de verschillende spanningen veroorzaken.

Sterschakeling


De normale aansluiting (zoals wij die kennen) is zeer eenvoudig en levert zowel 230V tussen de neutre en phase (de klassieke enkelfasige aansluiting) en 400V tussen de fasen onderling. Dit is de bekende ster-aansluiting (meestal aangeduid 230/400V).

De enkelfasige belasting moet zo goed mogelijk verdeeld worden tussen de drie fasen (P1, P2 en P3), daarom zijn generatoren altijd uitgerust met een stroommeter op de drie fasen (zie voorbeeld rechts, dit is een generator van 1.350 kW nominaal en 1.450 kW piekvermogen, daarmee kan je 200 europese gezinnen van stroom voorzien. Enkel bij een evenwichtige belasting kan het nominaal vermogen effektief geleverd worden.

Deze aansluiting kan voor alle Europese toestellen gebruikt worden, waarbij de manier van aansluiten de uiteindelijke spanning bepaalt.

De generator wordt geaard, en de aarde (PE of protective earth) wordt doorverbonden met de neutre. Dit zorgt ervoor dat de spanning niet gaat zweven en dat verliezen gedetecteerd kunnen worden. De generator is onveilig als de neutre niet met de aarde verbonden wordt. Overigens is de generator de enige plaats waar de neutre samen verbonden wordt met de aarde (ook aan de secundaire kant van transfo’s, die zich ook als geïsoleerde "generator" gedragen).

High leg delta


In bepaalde landen gebruikt men een andere manier van aansluiten, dit wordt gedaan voor woonwijken die een 120V/240V aansluiting nodig hebben. In Amerika krijgen de huizen zowel 120V (op de prisen: convenience power en voor de verlichting) als 240V (op de vaste toestellen). De generator wordt gecableerd in delta-aansluiting (high leg delta). De neutre en PE is aangesloten op de middenaftakking. Driefasige belastingen kunnen gevoed worden, maar enkel in delta-aansluiting, niet in ster aansluiting. De driefasige aansluiting wordt 208/240V genoteerd.

De 208V-aansluiting (high leg of wild leg, tussen neutre en high leg) wordt niet gebruikt in monofasige toepassingen. Deze spanning wordt enkel gebruikt bij specifieke vaste toestellen op een apart circuit (noodapparatuur in ziekenhuizen, computerservers, en dergelijke).

Deze aansluiting heeft een intrinsieke asymmetrische belasting van zodra er monofasige toestellen aangesloten worden. Indien de generator enkel gebruikt wordt voor monofasige toestellen kan de generator slechts 33% van zijn nominaal vermogen leveren.

Monofasige ansluiting op een driefasige generator

Drievoudige split phase


Bepaalde generatoren hebben daarom een middenaftakking op de drie wikkelingen (of 6 wikkelingen in plaats van drie). Iedere middenaftakking wordt dan aan de massa gelegd, en de drie wikkelingen voeren driemaal 120/240V. Het is niet mogelijk de wikkelingen in parallel te zetten wegens de verschillende fases van de wikkelingen! (faseverschuiving van 120°)

Eén monofasig verbruiker

Een fase gebruiken
Indien men slechts één wikkeling van de generator gebruikt zal de generator asymmetrisch belast worden. De generator kan trillen of onregelmatig gaan draaien. Het vermogen dat afgenomen mag worden bedraagt maximaal 33% (maximale stroom in een wikkeling en asymmetrische mechanische belasting). De generator kan vroegtijdig sneuvelen door de onregelmatige belasting.

De aansluiting tussen twee fasen is technisch beter, maar hier heb je meestal 400V dat verlaagd moet worden.

Dog leg of zigzag
De aansluitmogelijkheid "dog leg delta" (ook "zigzag connection" genaamd) wordt specifiek gebruikt als men een monofasige spanning nodig heeft maar men niet de verschillende wikkelingen evenwichtig kan belasten (omdat er maar één grote verbruiker is).

De uiteindelijke spanning is het dubbel van de lijnspanning. Opgelet, het betreft hier geen opgengemaakte gewone driekhoekschakeling, maar een driehoekschakeling waarvan een wikkeling omgekeerd aangesloten is (anders zou je geen spanning bekomen op de uitgang).

Double delta
De aansluiting double delta wordt gebruikt als men een split fase uitgang nodig heeft (dus zowel 120 als 240V). Deze aansluiting vergt 6 wikkelingen in plaats van drie.

Met deze twee aansluitmogelijkheden kan de generator belast worden op 50% van zijn nominaal vermogen (in plaats van 33%) en de belasting wordt ook beter verdeeld, met minder kans dat de generator vroegtijdig mechanisch sneuvelt.

Bij het aansluiten van een monofasig gebruiker op het electriciteitsnet (waarbij een perfecte verdeling minder nodig is) gebruikt men de open delta ansluiting.

Samenvatting

We nemen nog even de verschillende aansluitmogelijkheden onder de loep. Deze generator heeft 6 wikkelingen (12 aansluitingen) om een bepaalde spanning (en het dubbel ervan) te leveren, maar de uitleg blijft geldig. De alternator kon in verschillende versies geleverd worden met licht verschillende wikkelingen (bobinage 6, 7 of 8) om een licht verschillende spanning te leveren.
  • Parallele en serie sterschakeling
    Deze schakeling wordt het meest gebruikt

  • Monofasig open leg
    Zowel het korte stuk als het langere stuk leveren dezelfde spanning (ten gevolge van de faseverschuiving). Het korte stuk moet omgekeerd aangesloten worden. De spanning wordt afgenomen op de uiterste aansluitingen om de belasting evenwichtig te verdelen.

  • Serie driehoekschakeling
    Om een high leg aansluiting mogelijk te maken (high leg delta wordt soms wild leg genoemd).

  • Double delta
    Gebruikt als men een split phase uitgang nodig heeft.
Men zal soms de aanduidingen "low" en "high" aantreffen bij generatoren met 6 wikkelingen. De low schakeling gebruikt wikkelingen in serie (lage spanning), de high schakeling wikkelingen in parallel (hoge spanning).

Op de pagina constructie van een alternator worden er praktische voorbeelden getoont van de bedrading van een generator.

Aan de massa leggen?

Je mag de massa niet verwarren met de neutre. Ieder apparaat met een metalen behuizing moet een behuizing hebben die verbonden is met de massa (aarde). Zo kan men vermijden dat de behuizing onder spanning zou komen te staan (door een defekt). Enkel toestellen met dubbele isolatie moeten geen massa-aansluiting hebben.

Bij een generator in eilandbedrijf moet de generator geaard worden met een groen-gele kabel die verbonden is met een paal in de grond (let op de geldende normen). Alle generatoren moeten geaard worden, ook de kleine verplaatsbare eenheden.

Indien de stroomgroep vast opgesteld staat (om stroom te leveren bij stroomonderbreking), dan moet de aarding van de electrische installatie gebruikt worden. Hier ook moet de aarding regelmatig nagezien worden.

Een "geïsoleerde" installatie moet ook een verbinding tussen Neutre en Aarde hebben op de plaats waar het vermogen geleverd wordt. Met "geïsoleerde" installatie bedoel ik dat de installatie galvanisch gescheiden is (bijvoorbeeld door een transfo) en dus zwevend is ten opzichte van de aarde.

Bij een electriciteitsnetwerk gebeurt de koppeling aan secundaire zijde in de laatste transformatiecabine. LNT = Liaison Neutre Terre = koppeling tussen neutre en aarding.

Bij een generator kan er een koppeling gelegd worden tussen N en PE (Neutre en Protective Earth (=aarde)) in de klemmenstrook. Deze koppeling moet gelegd worden in geval van eilandbedrijf, maar er mag geen koppeling aanwezig zijn als de generator aan het electriciteitsnet gekoppeld wordt (bijvoorbeeld om het electriciteitsnet te ontlasten als er lokaal een zware belasting in gebruik is, of bij co-generatie).

De twee grafieken tonen een verbinding tussen neutre en massa: in het geval van een alternator in eilandbedrijf en in het geval van een transformatorcabine (waarbij enkel één fase getoond wordt).

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's