Electriciteit
Aansluiten van monofasige apparaten op triphasé
Hoe aansluiten
Root server » TechTalk » Electriciteit » Wisselspanning » Aansluiten » monophasé op triphasé
Er zijn verschillende methodes om een monofasige spanning te bekomen uit een driefasig electriciteitsnet.
-

-

Aansluiten van een monofasig toestel op een driefasig net

Er bestaat geen ideaal systeem om het driefasig electriciteitsnet om te zetten naar een monofasig net.

In de volgende voorbeelden willen we een electrische verwarming van 2kW op 230V aansluiten op een driefasig net, maar op zo'n manier dat de drie fasen zo evenwichtig mogelijk belast worden. Dit is een voorbeeld, want in de praktijk veroorzaakt het aansluiten van een apparaat op één enkele fase geen problemen, behalve als we met heel hoge vermogens gaan werken (bijvoorbeeld: zendmasten, maar daarvoor bestaan er goede oplossingen).

Ster-aansluiting
Bij een electriciteitsnet 230/400V (driefasig met neutre, meest voorkomend distributienet voor particulieren en kleine ondernemingen) is de belasting op de fasen 10A - 0A - 0A (en 10A die via de neutre lopen). De belasting is zeer onevenwichtig (het kan eigenlijk niet slechter).

Driehoek aansluiting
Bij een electriciteitsnet van 230V zonder neutre is de belasting op de fasen 10A - 10A - 0A. De verwarming wordt tussen de fasen aangesloten aangezien er geen neutre voorzien is. Dergelijke electriciteitsnetten bestaan nog, maar worden vervangen door een 230/400V electriciteitsnet bij onderhoudswerken.

Brussel heeft nog altijd een driefasige 230V electriciteitsnet zonder neutre in de oude wijken. Daardoor is het niet mogelijk snelle laadpalen te plaatsen voor electrische auto's, want er is een hogere spanning nodig om de batterijen snel op te laden.

“Open delta” transformator


Om de belasting nog beter te verdelen kan men met een open delta tranformator werken. Dit is een driefasige transformator zonder midden-wikkeling (zie foto links).


Transformator met niet aangesloten tertiaire driehoek wikkeling

Het is mogelijk een normale driefasige transformator te gebruiken, waarvan de derde wikkeling onderbroken wordt zodat er geen blindvermogen in deze wikkeling loopt. De twee wikkelingen worden in tweebenige driehoek aangesloten. Voor kleine vermogens kan men ook twee identieke monofasige transformatoren gebruiken.

Als het onderdrukken van harmonischen op het primair netwerk belangrijk is, dan zal men een volledig aangesloten delta primaire wikkeling gebruiken. Dit is ook de reden waarom men nog weinig echte open delta transformatoren kan vinden.

De twee secundaire wikkelingen worden in serie aangesloten en de bekomen spanning komt overeen met de spanning op één wikkeling. Dit is gemakkelijk te begrijpen, aangezien over de ontbrekende wikkeling dezelfde spanning moet heersen als op één enkele wikkeling (zodat men de delta kan sluiten zonder dat er kortsluitstromen zouden lopen).

Men heeft dus een open delta transfo nodig 400V primair en 230V secundair. De belasting op de fasen bedraagt 5A - 10A - 5A. Indien men één secundaire spoel omgekeerd aansluit, dan bekomt men 400V in plaats van 230V. Zeker niet proberen de secundaire wikkelingen in parallel aan te sluiten!

Deze aansluiting wordt het meest gebruikt om een monofasige spanning te bekomen uit een driefasige spanning. Indien de bron een stroomgroep is, dan wordt er een zogenaamde dog leg aansluiting gebruikt. Dit is de enige aansluiting die een evenwichtige belasting van de stroomgroep mogelijk maakt (10-10-10). Een evenwichtige belasting van de drie fasen is noodzakelijk bij grote vermogens. Meer uitleg over het aansluiten van een generator staat hier.

Transformator met tertiaire wikkeling

In enkele gevallen waar men geen open delta transformator wenst te gebruiken kan men kiezen voor een driefasige transformator met een extra tertiaire wikkeling die in driehoek geschakeld wordt. Deze wikkeling wordt gebruikt om de asymmetrie te compenseren en vaak wordt de wikkeling zelfs niet naar buiten gevoerd. De wikkeling is normaal berekend voor een vermogen gelijk aan 1/3 van het nominaal vermogen van de transfo.

De tertiaire wikkeling wordt gebruikt in een Yyn of Yzn transformator als de belasting asymmetrisch kan zijn (de laatste transformator van de stroomverdeling). De aanduiding van de aansluiting is dan Yyn+d of Yzn+d. Uitleg over de aansluiting van transformatoren staat hier.

Is de primaire wikkeling in driehoek geschakeld, dan is geen tertiaire wikkeling nodig, de funktie wordt dan overgenomen door de primaire wikkeling.

De typische grootverbruiker die monofasig aangesloten wordt is de voedingspanning voor bepaalde treinen. In België en Nederland gebruikt men gelijkspanning, maar op de HST lijnen is dat 25kV wisselspanning monofasig. Gelijkspanning kan gemakkelijk bekomen worden met driefasige wisselspanning en belast het electriciteitsnet op een evenwichtige manier (zie lager), maar dat is niet het geval met de HST lijnen die monofasig gevoed moeten worden.

Driefasige gelijkrichting

Indien het niet van belang is dat men te maken heeft met gelijk- of wisselspanning, dan is het gelijkrichten van de driefasige wisselspanning een goede oplossing. Dit zou bijvoorbeeld een ideale oplossing zijn om onze verwarming aan te sluiten. Dit systeem levert een evenwichtige belasting van de fasen 10A - 10A - 10A (zij het met een slechtere crestfactor als er na de gelijkrichting een buffercondensator geplaatst wordt). De diodes moeten geschikt zijn voor 10A 1200V

De gelijkrichting gebeurt altijd tussen de fasen, de neutre wordt niet gebruikt. Bij een electriciteitsnet van 230/400V bedraagt de gelijkgerichte spanning 538V. De spanning wordt niet gerelateerd ten opzichte van de neutre. Indien de minpool aan de neutre verbonden moet worden, dan moet men een driefasige scheidingstransfo gebruiken.

Het gelijkrichten is de meest efficiente manier om een driefasig electriciteitsnet om te zetten naar een monofasig net (voor zovel een gelijkgerichte spanning geen bezwaar is). Het rendement bedraagt meer dan 99% aangezien er geen transfo's gebruikt worden (zolang er geen driefasige transfo nodig is om de spanning aan te passen).

De kusttram en de belgische en nederlandse treinen worden met een gelijkspanning gevoed (terwijl de bedoeling oorspronkelijk niet was een gelijkmatige belasting van het driefasennetwerk te bekomen). Voor grote vermogens wordt soms zesvoudige gelijkrichting toegepast.

Triphasé naar diphasé

Er bestond vroeger een tweefasig electriciteitsnet (fasen 90° verschoven in plaats van 120°). Dit electriciteitsnetwerk werd gebruikt vòòr de omschakeling naar een driefasige spanning die meer efficient was (minder verliezen in de leidingen, soepelere werking, enz) - (informatie over bifasige en difasige electriciteitsnet).

Er bestonden difasige generatoren en difasige motoren, maar de stroomverdeling was vaak al driefasig. De scott transformator kon een bifasig electriciteitsnet omzetten naar een driefasig net en omgekeerd. Het systeem bestaat in feite uit twee transformatoren die op een speciale manier aangesloten worden. De tranformator van Leblanc is in electrisch oogpunt identiek, maar werd minder gebruikt.

Publicités - Reklame

-