Gelijkspanning
Electriciteit
TechTalk

Het gelijkspanningnetwerk is opnieuw in opmars. Men gebruikt gelijkspanning voor het transport van electriciteit over lange afstanden als de kabels ondergronds of onder water moeten lopen (door de impedantie van de kabel kunnen er geen afstanden langer dan 100km overbrugd worden). Maar gelijkspanning wordt ook gebruikt om twee niet-gesynchroniseerde netten te verbinden.
-

-

De eerste electriciteitsnetten waren gelijksptroomnetten, gelijkstroom was toen gemakkelijker te produceren. De voedingspanning bedroeg 110V en werd gebruikt voor de verlichting en kleine motoren. Het netwerk bestond vaak uit een +110V geleider, een neutre en een -110V geleider, waardoor de grote verbruikers op 220V aangesloten konden worden.

110V is een spanning die een goede compromis was: deze spanning kon gemakkelijk opgewekt worden met de toen bestaande dynamos. Een nadeel was dat het netwerk zich maar over enkele kilometer kon uitstrekken, anders waren de verliezen te groot. Indien een centrale een gebied moest bedienen dat wat verder gelegen ws, dan gebruikte men hypercompound dynamo's waarvan de spanning steeg met de belasting, om zo de verliezen in de kabels te compenseren.

Het transformeren van gelijkspanning was niet mogelijk (dat is de reden waarom men op wisselspanning overgeschakeld is). Om het vermogen over een lagere afstand over te brengen gebruikte men meerdere dynamo's in serie. Iedere dynamo had een dubbele collector (met twee reeksen spoelen) en leverde 2×1500V. Dit was de maximale spanning die en dynamo kon leveren: de spanning tussen twee lamellen van de collector werd anders te groot. Aan de andere kant van de lijn had men een reeks motoren die in serie geschakeld waren om de hoogspanning te verlagen via een motor-generator combinatie.

Toen men overgeschakeld is op wisselspanning was er geen overeenkomst wat de frekwentie betreft. Iedere producent had een eigen frekwentie, die aangepast was aan de specifieke gebruikers: men had een hogere frekwentie voor de straatverlichting met booglampen en een lagere frekwentie voor zware motoren. Men had verschillende frekwenties van 16.6 tot 133Hz.

De oorlog der stromen (gelijkspanning of wisselspanning) staat hier uitgelegd.


Om vermogen van de ene regio naar de andere over te brengen moet men noodgedwongen met gelijkspanning werken.
Teregwoordig gebruikt men opnieuw gelijkspanning om zeer grote vermogens over te brengen over lange afstanden. De verliezen in de kabels stijgen meer als men wisselspanning gebruikt en vanaf een bepaalde afstand is het interessanter de wisselpanning om te zetten in gelijkspanning. Dit is reeds het geval bij een afstand van minder dan 100km als de kabels ondergronds moeten lopen. De techniek is tegenwoordig goed op punt en het wordt interessanter gelijkspanning te gebruiken, ook voor kleinere afstanden.

België heeft een verbinding met Engeland zodat er vermogen uitgewisseld kan worden. Dit wordt meer en meer noodzakelijk met de electriciteitsproduktie uit zonnepanelen en windmolens. De leining komt aan land in Zeebrugge en de omvormers zijn in het binnenland gelegen, dit is omvormerstation "Nemo".

Het gebruik van gelijkspanning heeft een aantal voordelen:

  • De twee gekoppelde netwerken moeten niet gesynchroniseerd zijn
  • Het vermogen kan gemakkelijk van het ene netwerk naar het andere gestuurd worden
  • Men kan het overdracht van vermogen beperken
  • Een storing op het ene netwerk wordt niet overgedragen naar het andere netwerk.
Beide netwerken worden als het ware van elkaar gescheiden.

Er bestaan twee soorten omvormers: de omvormers van het type LCC (line commutated converter) die uitgerust zijn met thyristoren. Dit is de oudste technologie die toegepast kan worden voor zeer hoge vermogens. Deze omvormers kunnen enkel vermogen in een netwerk pompen als die reeds aktief is. Er zijn ook zware filters nodig om de stroompulsen te onderdrukken. De transformatoren aan de kant van de wisselspanning moeten overgedimensioneerd zijn om de storingen op te vangen.

In recentere installaties gebruikt men tegenwoordig eerder de VSC technologie (voltage sourced converter) die IGBT's gebruikt. Dergelijke omvormers kunnen een "dood" net opstarten indien nodig. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt om het vermogen van windmolens en zonnepanelen op het net te steken. Deze omvormers zijn beperkt in het maximaal vermogen dat overgedragen kan worden.

Er bestaan andere (en goedkopere) oplossingen om het vermogen van één land naar het ander land te sturen (met een dwarsregeltransformator) maar het is niet mogelijk om 100% van het vermogen over te zetten. Storingen op het ene netwerk kunnen invloed hebben op het andere netwerk.

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

-