|
- Wisselspanning
- De verdeling van electriciteit gebeurt tegenwoordig met wisselspanning. In deze inleiding leggen we de verschillende eenheden uit.
-
Driefasenspanning
- Driefasenspanning of “triphasé” wordt gebruikt door grote gebruikers omdat de stroomverdeling dan meer efficient gebeurt.
Het aansluiten van apparaten, de andere soorten meerfasige spanningen zoals hexafasé, diphasé, biphasé,...
-
Transformatoren
- De verschillende stoorten transformatoren:
- met ster, driehoek of zig-zag aansluiting,
- de regeltransformatoren: inductiespanningsregelaar, variac, dwarsregeltransformator,...
- de ferromagnetische stabilisator
De verschillende motoren die op wisselspanning werken.
Met een frekwentieregelaar kan men motoren soepel doen starten zonder dat er een startinrichting nodig is. Bepaalde regelaars kunnen zelfs met een monofasige spanning gevoed worden en leveren dan een driefasige wisselspanning (voor motorvermogens tot ongeveer 2.2kW).
Arbeidsfactor en crestfactor
Bij wisselspanning speelt de arbeidsfactor en crestfactor een belangrijke rol. Men kan niet evenveel energie door een kabel sturen onder de vorm van wisselspanning in vergelijking met gelijkspanning.
Dit is een voorbeeld hoe men de crest- en arbeidsfactor van een toestel kan verbeteren.
Verenigde Staten
De specifieke situatie van de Verenigde Staten wordt hier besproken. De netspanning voor gewone verbruikers is 120V 60Hz. Het systeem van split phase is even gemeengoed als de triphasé bij ons.
Single Wire Earth Return
In gebieden met een lage bevolkingsdichtheid gebruikt men een distributiesysteem met één enkele geleider en retourleiding via de aarde. Dit systeem wordt onder andere gebruikt in Nieuw Zeeland en Australië.
Omvormers
Een omvormer zet de batterijspanning om in een wisselsapnning in de camper. Maar er bestaan ook andere omvormers, bijvoorbeeld voor het omzetten van de spanning van een zonnepaneel naar de netspanning zodat het vermogen op het electriciteitsnet gezet kan worden.
400Hz
Het electriciteitsnet van 400Hz werd oorspronkelijk in vliegtuigen gebruikt omdat deze hogere frekwentie het mogelijk maakte kleinere generatoren, motoren en transfos te gebruiken (belangrijk in vliegtuigen waar ieder kilo telt). Maar dankzij de andere voordelen van de 400Hz is men deze frekwentie ook op militaire schepen gaan gebruiken.
60Hz stroomgroepen
Er worden hier soms 60Hz stroomgroepen te koop aangeboden, afkomstig van de NATO. Mogen die groepen hier gebruikt worden?
De soft starter beperkt de aanloopstroom van asynchrone motoren en speelt geen rol meer eenmaal dat de motor opgestart is. De frekwentie is niet instelbaar, het is een electronische versie van de ster-driehoek startschakelaar.
Wisselspanning en gelijkspanning
De eerste verdeling is natuurlijk wisselspanning en gelijkspanning.
1 Wisselspanning
Het electriciteitsnet levert wisselspanning. Twee eeuwen geleden werd er voor wisselspanning gekozen omdat wisselspanning getransformeerd kan worden. Men kan daardoor de spanning verhogen of verlagen naargelang de behoeften.
Men zal een hogere spanning gebruiken voor de verdeling, omdat er dan minder verliezen in de kabels optreden. Bij de gebruikers zal de spanning opnieuw verlaagd worden in een aantal stappen. De transformatieverliezen worden ruimschots gecompenseerd door de mindere verliezen bij het vervoer.
Bij heel lange afstanden (meer dan 100km ondergronds) gaat men echter de hoogspanning gelijkrichten en aande andere kant weer omzetten in wisselspanning omdat er minder verliezen zijn met gelijkspanning dan met wisselspanning.
Batterijen, accus en zonnepanelen leveren gelijkspanning. De meeste electronische apparaten werken op gelijkspanning: radiotoestellen, televisies, computers,... De netspanning (wisselspanning) wordt omlaag getransformeerd en omgezet naar gelijkspanning:
- 2 Gelijkgerichte spanning
De spanning wordt eerst gelijkgericht. De beide delen van een periode zijn nu positief geworden, maar er is een sterk wisselend component aanwezig.
- 3 Gelijkspanning of gefilterde spanning
De spanning wordt dan gefilterd door een condensator, dit is een grote reservoir (let hier ook op de vergelijking met het water). Zo bekomen we gelijkspanning.
4 Slecht gefilterde spanning
Indien de condensator te klein is, dan loopt hij leeg voordat de volgende periode de condensator opnieuw kan bijvullen: we hebben een residuele bromspanning. De residuele bromspanning veroorzaakt een storing in audio-apparatuur. De bromspanning is afhankelijk van de belasting. Als de condensatoren verslijten wordt de bromspanning groter.
De laatste afbeelding rechts is die van een professionele voeding. Dit is echter geen schakelende voeding (die op een willenkeurige spanning tussen 110 en 240V kan werken), maar een voeding met transformator. De transformator heeft verschillende aansluitingen om de juiste spanning te selecteren:
- 115V:
Deze spanning wordt in de Verenigde Staten en in Japan gebruikt. De spanning was oorspronkelijk 110V en is naar 115V verhoogd, zodat omgeveer 10% meer vermogen vervoerd kan worden in dezelfde draden. Ook bij ons is om dezelfde reden de spanning van 220V verhoogd naar 235V.
- 127V:
Bepaalde (oude) netten hebben 220V in driehoek (lijnspanning), de sterspanning (fasespanning) is dan 127V. Deze configuratie (aangeduid 127/220V) wordt niet meer aangeboden in nieuwe installaties. In landen waar die configuratie nog bestaat wordt vaak de 127V niet meer aangeboden (verdwijnen van de neutre). Als de electriciteitskabels vernieuwd moeten worden, wordt de wijk vaak omgezet naar 230/400V.
- 208V:
Deze vreemde spanning wordt in de Verenigde Staten aangeboden (high leg delta) en wordt gebruikt voor toepassingen die los van het residentieel net werken: alarmsystemen, internet servers, operatiekwartieren in hospitalen, enz. Dit net is niet geschikt voor grote verbruikers (airco, liftinstallaties, enz).
- 220V:
Dit is de spanning die we in België kennen. Dit net bedraagt tegenwoordig 235V. Indien je over een driefase aansluiting beschikt krijg je in feite 235/400V (behalve in bepaalde wijken die nog met oude netten gevoed worden).
|
