3-fasespanning

Voor al je vragen over het elektriciteitsnet, hoog- en middenspanningstechniek waarop je het antwoord maar niet kunt vinden. Wellicht kan iemand je helpen
Mastbeeld van deze aansluiting
Paullus
220 kV
Loads: 323
Aangesloten op: 30 jun 2012 19:45
Favoriete mastsoort: Als het maar onder spanning is

Re: 3-fasespanning

Load door Paullus » 30 sep 2013 11:26

Hoogspanningsnetten, tussenspanningsnetten en middenspanningsnetten, zijn in principe altijd uitgevoerd met 3 aders. Dat zijn de 3 fasen van het netwerk.

In het laagspanningsnet worden 4 aders gebruikt zoals Shrek al aangaf. De neuter, wordt hier in Nederland de nul genoemd.

De transformator in een station waar de middenspanning (meestal 10 of 20 kV) wordt getransformeerd naar laagspanning (400/ 230 V), heeft aan de middenspanningskant 3 aansluitingen voor de 3 fasen. Aan de laagspanningskant zijn er 4 aansluitingen. Voor de 3 fasen en voor de neuter, de nul.

Wat is nu het voordeel van een nulader toevoegen?

Zonder nul, is er maar 1 spanningsniveau mogelijk in het net. De 3 fasen voeren onderling dezelfde spanning, bijvoorbeeld 380 kV. Wel is de faseverschuiving 120 graden, precies een derde van een cirkel. 3 maal 120 is 360 graden. Als de stromen door de 3 geleiders ook allemaal dezelfde waarde hebben, is het systeem in evenwicht en is er geen vierde ader in de vorm van een nul nodig.

In het laagspanningsnet is de nulader wel aanwezig. Hierdoor zijn er opeens twee spanningsmogelijkheden. Namelijk de spanning tussen de fasen onderling, zie verhaaltje hierboven, maar ook de spanning tussen een fase en de nul.

Zonder het te ingewikkeld te maken, is het zo dat de spanning tussen de fasen onderling hoger is, dan de spanning tussen de fasen en de nul. Tussen de fasen onderling staat 400 V en tussen de fasen en de nul 230 V. Dit heet de lijnspanning en de fasespanning. Hiertussen is een vast verband, als de 400 V stijgt, gebeurt dat ook met de 230 V.

Deze hoogtes zijn de zogenaamde effectieve waarden. In werkelijkheid wisselt de spanning voortdurend als functie van de tijd. We gebruiken de effectieve waarde omdat dit de waarde is die hetzelfde effect geeft als een gelijkspanning met die waarde. Een gloeilamp aangesloten op 230 V gelijkspanning, brandt precies hetzelfde als aangesloten op een wisselspanning met een effectieve waarde van 230 V.

In alle laagspanningsverbindingen, zijn de 4 aders beschikbaar. Woningen worden aangesloten tussen een fase en de nul. Dat gaat verdeeld. Normaal zitten je buren op een andere fase, dan jij. De nul is wel gemeenschappelijk. Er is immers maar één nul.

De nul zorgt niet alleen voor de mogelijkheid van twee spanningen in een net, maar ook voor een extra geleider om op te vangen als er door de ene fase meer stroom loopt dan door de andere. Het systeem komt dan weer in evenwicht door de stroom via de nul.

Heel simpel gezien. Stel je voor dat er drie huizen op een kabel aangesloten zitten. Elk huis op een andere fase. De eerste twee huizen zijn bewoond en er wordt normaal elektrische energie verbruikt, maar het derde huis is leeg en er brand geen licht, er staat niets aan. Dan worden 2 fasen belast, terwijl de derde niet belast wordt. Het systeem zou uit evenwicht zijn, maar door de gemeenschappelijke nul loopt een stroom waardoor het systeem in evenwicht blijft.

Bij gebruik van de 3 fasen tegelijk bij een verbruiker, is er voorschrift dat de installatie, machine enz. de 3 fases gelijkelijk moet belasten, dan is er in principe geen nul nodig. Aangezien deze voorwaarde ook geldt voor hoogspanning, tussenspanning en middenspanning, is daar dan ook geen nul aanwezig. Waarom zou je een extra ader plaatsen als die niet nodig is!

Het gaat te ver om hier nog meer op in te gaan, zoals de omrekenformules voor lijn- en fasespanning en voor piekspanning en effectieve waarde bij sinusvormige spanningen, want ik denk dat de meesten die dit niet weten dan de "draad" kwijtraken.

Mastbeeld van deze aansluiting
Paullus
220 kV
Loads: 323
Aangesloten op: 30 jun 2012 19:45
Favoriete mastsoort: Als het maar onder spanning is

Re: 3-fasespanning

Load door Paullus » 30 sep 2013 21:04

Om het dan nog simpeler te stellen:

Je hebt een wandcontactdoos met 2 gaatjes. Een daarvan is één van de fasen uit de kabel in de straat, dat kun je zien met een spanningszoekerschroevendraaier. Die licht mooi op als je je duim op de achterkant houdt. Het andere gaatje is de nul vanuit de kabel in de straat. Die ader is in verdeelkasten en de transformator verbonden met aarde. Als je daar de spanningszoeker in doet, licht er niets op.

Sommige wandcontactdozen hebben nog randaarde. Vroeger alleen in de keuken en met de nieuwe norm door het hele huis.
De randaarde is een ader die over het algemeen lokaal bij de verbruiker is verbonden met aarde. Vroeger via de waterleiding en momenteel doorgaans via een in de grond geslagen aardelektrode.
Dat is een extra beveiliging omdat niet 100% gegarandeerd kan worden dat de nulader de aardpotentiaal voert zoals bij breuk van de nul in het laagspanningsdistributienet bij een afgaande asymmetrische belasting over de fasen waardoor nulpuntsverschuiving optreedt en de nulader dientengevolge een significant gevaarlijke spanning ten opzichte van aarde kan gaan voeren.

Aarden van een metalen gestel, zoals van een wasmachine of koelkast, op de nul is dan ook standaard niet toegestaan. Er zijn uitzonderingen waar het wel wordt toegepast in combinatie met een adequate differentiaalbeveiliging. Net als dat er tegenwoordig laagspanningsnetten zijn waar de bedrijfsaarde van het laagspanningsdistributienet gebruikt mag worden en het slaan van een eigen aarde niet meer hoeft.

Sommige huizen hebben heel veel eindgroepen, door gebruik van veel keukenapparaten en kooktoestellen. De eindgroepen in de meterkasten worden dan gelijkmatig verdeeld over de 3 fasen opdat het laagspanningsnet zoveel mogelijk in evenwicht blijft. Per eindgroep blijft er wel sprake van 230 Volt en derhalve wandcontactdozen met 2 gaatjes.

Echt zware apparaten in huis hebben alle 3 fasen nodig. Zo'n contactdoos heeft 5 gaatjes: 3 fasen, de nul en aarde.

Heb je 2 gaatjes met eventueel randaarde: 230 Volt
Heb je 5 gaatjes: 400 Volt inclusief aarde.

In de hoofdkast thuis zijn alle 4 de aders van het laagspanningsdistributienet ingevoerd (heel oude aansluitingen daargelaten). Gemiddelde huizen hebben een aansluiting van 1x25A of 1x35A. Er is dan 1 fase en de nul doorgekoppeld naar de meter en rest in huis. De andere 2 fasen worden niet benut. Als je de hoofdkast zou openmaken (mag niet, is verzegeld!), zie je dat er 1 hoofdzekering zit voor jouw fase, terwijl de zekeringhouders van de overige 2 fasen leeg zijn.

Is er sprake van heel veel belasting dan kun je een hogere aansluitwaarde krijgen waar alle fasen zijn doorverbonden naar de eigen installatie. In de hoofdkast zitten dan 3 zekeringen. Je hebt dan bijvoorbeeld 3x 25A en een speciale meter die alle fasen aankan. De 3 fasen worden dan verdeeld over de eindgroepen van 230 Volt, per groep 1 van de fasen en de nul en/ of er zijn groepen van 400V die alle fasen tegelijk benutten, zoals zware vaak oudere elektrische kookplaten. Moderne exemplaren gebruiken doorgaans een aantal parallel geschakelde eindgroepen op 230 Volt.

Mastbeeld van deze aansluiting
snoro113
70 kV
Loads: 95
Aangesloten op: 28 aug 2012 23:44
Favoriete mastsoort: tonmasten

Re: 3-fasespanning

Load door snoro113 » 01 okt 2013 14:53

Goeie uitleg Paullus! Dit krijg ik met Elektro ook Maar de 230 heeft ook een Aarde, anders verbrandt je vrouw of vriendin of moeder bij de wasmachine! of ik heb ik het fout

Mastbeeld van deze aansluiting
Paullus
220 kV
Loads: 323
Aangesloten op: 30 jun 2012 19:45
Favoriete mastsoort: Als het maar onder spanning is

Re: 3-fasespanning

Load door Paullus » 02 okt 2013 10:52

Klopt helemaal. Voor wasmachines is altijd een randaarde nodig. Dat is inderdaad om aanrakingsgevaar te voorkomen als per ongeluk door een defect de fase tegen de metalen delen komt.

Mastbeeld van deze aansluiting
Mark
Globale moderator
Loads: 1174
Aangesloten op: 25 jan 2012 01:06
Favoriete mastsoort: Donaumast

Re: 3-fasespanning

Load door Mark » 02 okt 2013 13:10

Dank voor de uitleg! Weer wat bijgeleerd .

Mastbeeld van deze aansluiting
Paullus
220 kV
Loads: 323
Aangesloten op: 30 jun 2012 19:45
Favoriete mastsoort: Als het maar onder spanning is

Re: 3-fasespanning

Load door Paullus » 02 okt 2013 18:30

Nog even een aanvulling: differentiaalbeveiliging is aardlekschakelaar.
Differentiaal betekent: verschil.
Een aardlekschakelaar vergelijkt de stroom door de fase en de nul. Als beide gelijk zijn, is er niets aan de hand. Alle stroom door de fase, loopt ook door de nul. Er lekt niets weg.

Mocht er toch ergens stroom naar aarde lekken, om langs die weg terug te gaan naar het geaarde sterpunt van de transformator van het laagspanningsdistributienet, dan "ziet" de aardlekschakelaar dat er meer stroom in de fase loopt dan in de nul. Als reactie valt de schakelaar af en wordt de betreffende groep spanningsloos, waardoor alle gevaar geweken is.

voltron
380 kV
Loads: 698
Aangesloten op: 25 apr 2012 13:28

Re: 3-fasespanning

Load door voltron » 03 okt 2013 13:55

Shrek voegde de load toe:
Powerlion voegde de load toe:Dus met 1 fase heb je altijd een nulspanning op 50Hz, en die neuter geeft op die nulpunten spanning? Of ben ik fout?
Je kan nooit een spanning geven van 1 kabel, je geeft altijd een spanning tussen 2 punten. In dit geval zit er tussen de neuter en één fase een spanning die 50 keer per seconde wisselt tussen +220v en -220v.
Het aanraken van beide draden is toch levensgevaarlijk?

Mastbeeld van deze aansluiting
snoro113
70 kV
Loads: 95
Aangesloten op: 28 aug 2012 23:44
Favoriete mastsoort: tonmasten

Re: 3-fasespanning

Load door snoro113 » 03 okt 2013 16:05

Jup, dat heb ik een keer gevoeld vertelde mijn vader vroeger ook als we het over elektra hadden: "Nooit de nul aanraken!"

Mastbeeld van deze aansluiting
Shrek
380 kV + Netkaartcrew
Loads: 1768
Aangesloten op: 18 mei 2012 17:53
Favoriete mastsoort: dubbelvlag mast

Re: 3-fasespanning

Load door Shrek » 03 okt 2013 16:33

voltron voegde de load toe:Het aanraken van beide draden is toch levensgevaarlijk?
Als je tegelijkertijd verbinding maakt met de grond op één of andere manier. Je krijgt dan een spanningsverschil tussen de grond en de draad die je aanraakt. Maar zoals hierboven uitgelegd kan je even goed naar de spanning kijken tussen 2 fasen.

Mastbeeld van deze aansluiting
Paullus
220 kV
Loads: 323
Aangesloten op: 30 jun 2012 19:45
Favoriete mastsoort: Als het maar onder spanning is

Re: 3-fasespanning

Load door Paullus » 04 okt 2013 18:56

voltron voegde de load toe: Het aanraken van beide draden is toch levensgevaarlijk?
In hoogspanningsnetten is het aanraken van draden altijd gevaarlijk. Er worden 3 geleiders toegepast en geen nul.

Bij laagspanningsnetten met een nulleider, is bij nominale bedrijfstoestand het aanraken van de nul geen probleem. Door lichte nulpuntsverschuiving van het net voert de nul in de praktijk een spanning van een paar Volt ten opzichte van aarde. Totaal ongevaarlijk dan ook.

Maar, zoals ik al eerder heb aangegeven, is er de mogelijkheid door een storing in het net, dat de nulleider opeens wel een gevaarlijke spanning kan gaan voeren ten opzichte van aarde.
Dat is de reden dat de nulleider moet worden behandeld als een spanningsvoerende geleider. Dus draad wat geïsoleerd is onder dezelfde voorwaarde als de fase.

Plaats reactie