Versie van 20 aug 2018 13:40 bewerken Madyno (overleg \| bijdragen) 34.753 bewerkingen Geen bewerkingssamenvatting ← Oudere bewerking		Versie van 16 mrt 2019 13:57 bewerken ongedaan maken Bitbotje (overleg \| bijdragen) bots, Uitgezonderden van IP-adresblokkades 1.829.432 bewerkingen k Robot: vervangen Unicode-controleteken NBSP (help mee) Nieuwere bewerking →
Regel 1: '''Driefasenspanning''', ook wel '''draaistroom''' of (in lekentaal) [[krachtstroom]] genoemd, is elektrische energie in de vorm van drie gelijktijdig opgewekte [[wisselspanning]]en die ten opzichte van elkaar in fase verschoven zijn, zodat ze niet gelijktijdig, maar na elkaar hun maximale en minimale waarde bereiken. In woningen wordt de elektriciteit gewoonlijk aangeboden met één enkele fase (bruine draad) en een nul (blauwe draad). Daartussen staat een spanning van 230 V ([[effectieve waarde]]). Grotere woningen zijn aangesloten op drie fasen en een nul, waarbij niet alle groepen in de woning zijn aangesloten op dezelfde fase. Voor grootverbruikers en met name voor de voeding van zware elektromotoren wordt gebruikgemaakt van drie fasen. Tussen elk van die fasen en de nul staat 230 V (de [[fasespanning]]) en tussen twee fasen onderling staat 400 V (de [[lijnspanning]]), weer in termen van de effectieve waarde. Driefasenspanning wordt opgewekt door een generator met drie afzonderlijke magneetvelden die onderling een hoekverschuiving van 120° hebben. De generator waarvan het draaiende deel, de rotor, per omwenteling 360° doorloopt, heeft dus drie magneetvelden die rondom op gelijke afstanden van elkaar liggen ({{nowrap\|1=3 × 120° = 360°}}). Hierdoor ontstaan drie afzonderlijke wisselspanningen die weliswaar gelijkvormig (sinusvormig) zijn, maar die steeds na elkaar (120°) hun maximale waarde bereiken. Bij iedere complete omwenteling van de rotor zijn alle drie de spanningen dus door hun maximum en hun minimum gegaan. Zie ter verduidelijking van dit principe de afbeelding hiernaast. [[Bestand:Simpel-3-faset-generator.gif\|thumb\|Schema van een driefasengenerator. De roterende permanente magneet induceert in de spoelen een driefasenspanning in de leidingen L1, L2 en L3.]] ==Geschiedenis== Regel 10: De belangrijkste reden voor het gebruik van wisselspanning is de mogelijkheid om deze eenvoudig om te vormen tot een hogere of lagere spanning met een [[transformator]]. Doordat bij hoge spanning de [[elektrische stroom\|stroomsterkte]] (I) kleiner is voor hetzelfde [[Vermogen (natuurkunde)\|elektrisch vermogen]] (P), kunnen de transportverliezen die het gevolg zijn van de [[elektrische weerstand (eigenschap)\|elektrische weerstand]] (R) in een leiding, beperkt worden. ([[Joule-effect]] P=I<sup>2</sup>R). Anders gezegd: de verliezen bij elektriciteitstransport zijn vooral afhankelijk van de stroomsterkte en niet van de spanning. Het door een weerstand (hier: de weerstand van de leiding) opgenomen vermogen, dat in - nutteloze - warmte wordt omgezet, is gelijk aan de weerstand, vermenigvuldigd met het kwadraat van de stroom. Om die warmteverliezen te beperken is het dus efficiënter om de stroom (vanwege het kwadratisch effect op de verliezen) zo klein mogelijk te houden. Bij de centrale wordt de spanning dus eerst omhoog getransformeerd voor het vervoer in het [[Hoogspanningsnet\|elektriciteitsnet]]. Pas dicht bij de eindgebruiker wordt de spanning weer omlaaggebracht naar een betrekkelijk veilige standaardspanning van 230  V. Dit gebeurt in de woonwijken met [[Transformatorhuisje (elektriciteit)\|transformatorhuisjes]]. De grootverbruikers (industrie) krijgen hun elektriciteit aangeleverd op middenspanningsniveau (10  000  V) en hebben zelf een transformatorstation om deze naar 230/400  V te brengen. ==Reden voor gebruik van driefasenspanning== Regel 18: ==Gescheiden wikkelingen== De in de centrales opgestelde generatoren bevatten drie gescheiden wikkelingen, deel uitmakend van de ''stator'', die ten opzichte van elkaar 120° zijn verschoven, en die drie spanningen opwekken met een frequentie van 50 hertz. Aangezien de wikkelingen ruimtelijk 120° zijn verschoven, of ten opzichte van elkaar een faseverschil hebben van 2/3  π, en de ''rotor'' van de generator steeds langs deze verschoven wikkelingen draait en ze een voor een passeert, zullen ook de opgewekte spanningen - zoals de afbeelding laat zien - niet gelijktijdig op hun maximum zijn of door nul gaan, [[Bestand:Driefasensysteem.jpg\|right\|400px\|Driefasensysteem]] [[Bestand:Vectordiagram.jpg\|left\|250px\|Vectordiagram met driefasenspanning]] Regel 65: ===Rekenvoorbeeld=== Een klei-oven (pottenbakkersoven) heeft een driefasenaansluiting. Omdat de oven verwarmingselementen heeft, mogen we cos  φ op een waarde van 1 stellen. De oven heeft op de kenplaat een vermelding P = 10,5 kW. De smeltpatronen van de driefasengroep in de groepenkast zijn 3 × 16  A. Kan deze oven hierop werken? De stroomsterkte ''I<sub>lijn</sub>'' wordt gegeven door: :<math>I_\text{lijn} =\frac {P}{\sqrt{3}\, U_\text{lijn} \cos\phi}.</math> Regel 80: ==Werkelijk vermogen, schijnbaar vermogen en blindvermogen== [[Bestand:Vector.JPG\|right\|240px\|Vermogensvectordiagram]] Het hierboven berekende vermogen is het werkelijk getransporteerde vermogen. Het wordt uitgedrukt met de eenheid [[watt (eenheid)\|watt]] (W). Het werkelijke vermogen is behalve van spanning en stroom afhankelijk van de arbeidsfactor 'cos  φ' als gevolg van de faseverschuiving φ tussen spanning en stroom. Het vermogen is maximaal als de faseverschuiving 0 is en dus {{nowrap\|1=cos φ = 1}}. Dit maximale vermogen wordt ''schijnbaar vermogen'' genoemd. Men drukt het, ter onderscheiding van werkelijk vermogen, uit in [[voltampère]] (VA). Het werkelijke vermogen is één component van het schijnbare vermogen. De andere component, die geen werkelijk vermogen voorstelt, wordt ''blindvermogen'' genoemd en uitgedrukt in VAr ([[voltampère reactief]]). Regel 92: [[Bestand:Faseverschuiving.JPG\|left\|200px\|Faseverschuiving door een zelfinductie L of een capaciteit C]] De wikkelingen van bijvoorbeeld elektromotoren bezitten een zekere [[zelfinductie]] waardoor faseverschuiving ontstaat. Ook door de [[voorschakelapparaat\|voorschakelapparatuur]] van gasontladingslampen ontstaat faseverschuiving. Als veel motoren of gasontladingslampen op een installatie zijn aangesloten ontstaat mogelijk zo'n grote faseverschuiving dat ''[[Cos φ-compensatie\|cos  φ-verbetering]]'' noodzakelijk is. Hiermee wordt de faseverschuiving tot een aanvaardbare waarde teruggebracht. Dit wordt bereikt met een condensator of een [[Condensatorenbatterij\|condensatorbatterij]] die de invloed van de inductieve reactantie geheel of gedeeltelijk opheft. {{Clearboth}} ==Laagspanning== Na transport en distributie via het hoogspanningsnet, wordt de aangeleverde driefasenspanning met een [[driefasentransformator\|nettransformator]] ter plaatse omgezet van 10  kV naar 400  V, ten behoeve van industriële gebruikers, de glastuinbouw, grote gebouwen en flats. In de stadswijken wordt voor de huisaansluitingen in verdeelkasten de aangevoerde driefasenspanning van 400  V teruggebracht naar een eenfasige netspanning van 230  V. Als namelijk de aangeboden driefasenspanning van 400  V tussen de aansluitklemmen L1 en L2, L1 en L3 en L2 en L3 aanwezig is, dan is de fasespanning ''U<sub>f</sub>'' tussen L1, L2 en L3 en N (n) = 400/√3 = 230 volt. Dit is in België, Nederland en grote delen van Europa de gebruikelijke netspanning voor de huishoudens. (Zie [[krachtstroom]].) ==Gebruik== In Nederland worden de meeste huizen tegenwoordig aangesloten met een driefaseaansluiting. In de meterkast wordt dan ofwel één fase aangesloten voor kleinverbruikers of alle drie de fasen, die dan na de meter verdeeld worden in drie groepen van 230  V. Indien gewenst kan dan ook een ''[[krachtstroom]]-groep'' aangesloten worden voor bepaalde apparaten zoals (sommige) elektrische kookplaten of ovens. Als er maar één fase wordt aangesloten, wordt er een enkele (hoofd)zekering gebruikt in combinatie met een enkelfase-stroommeter. Bij een andere gebruiker op dezelfde aansluitkabel wordt vervolgens de tweede hoofdzekering gebruikt en bij een derde huis op dezelfde kabel de derde zekering: op deze manier wordt de belasting van de aansluitkabels tussen het transformatorhuisje en de woningen gelijkmatig verdeeld. Bij aansluiting van alle drie de fasen worden drie hoofdzekeringen en een driefase-elektriciteitsmeter toegepast. Pas na de meter kan men kiezen tussen drie aparte groepen van 230  V of (ook) een driefasige ''[[krachtstroom]]''-groep. In bedrijven wordt veel vaker direct gebruikgemaakt van driefasenspanning voor het aansturen van zware apparatuur zoals elektrische motoren, airconditioning enz. en uiteraard ook als er driefasemotoren worden gebruikt, ongeacht of dat een zware motor is of niet.

Driefasespanning: verschil tussen versies