Controle van spanningsval
Alle stroomgeleiders veroorzaken spanningsvallen tussen de begin en de eindpunt. In een elektrische installatie kan controle ervan twee doelen inhouden:
- Of de restspanning nauwkeurig waarnemen op een punt (verdeelbord of verbruiker);
- Of checken dat de Normen gevolgd worden (artikel 525 en tabel 52W van NF C 15-100 of artikel 525 en tabel G.52.1 van IEC 60364-5-52).
Tabel G.52.1 – Spanningsvallen in elektrische installaties
Figuur 1: Extract van Tabel G.52.1 uit standard IEC 60364-5-52
In het 2de geval moet er vast gesteld worden, wat de Norm « oorsprong van de installatie » noemt. Als deze door een LS-bron gevoed wordt, is het antwoord duidelijk, en gaan de resultaten niet afwijken. Maar als deze bv. een HS/LS transformator is, kan deze op het punt van zijn secondaire aansluiting gezien worden als de bron. Dan kunnen de resultaten verschillen, volgens aanwezigheid of niet, van een regelaar op de transformator. Noteer dat de spanningsval in ieder geval een percentage is van de nominale netspanning.
Berekening van de spanningsval in een stroomgeleider
1) Berekening van de spanningsval in een stroomgeleider (IEC 60364-5-52)
- b: coëfficiënt afhankelijk van het type kring (driefasig, tweefasig of éénfasig)
- ρ1: resistiviteit van de geleiders
- λ: reactantie van de geleiders
- cos φ: vermogensfactor in de geleider
- L: lengte van de geleider
- S: doorsnede van de geleiders
- IB: bedrijfsstroom
Deze geschatte formule kan van toepas zijn voor de gebalanceerde kringen, driefasig, tweefasig of éénfasig waarvan de cos ϕ in normale staat hoger als 0.8 is.
2) Vector methode
In de documentatie van AFNOR FD C 15-500, wordt er een nauwkeuriger manier aangeboden, op basis van vector afbeelding van de spanningen en stromen in de geleider.
U₁ Fasespanning of lijnspanning aan de oorsprong van de kring;
U₂ Fasespanning of lijnspanning aan het eind van de kring;
ϕ Faseverschuiving door de belasting veroorzaakt aan het eind van de kring;
Z Kring impedantie.
Vectordiagram van spanningsval
Maar hier ook, worden de eventuele ongebalanceerde driefasige kringen niet in rekening gebracht.
3) Nauwkeurige berekening van de spanningsval
De nauwkeurige berekening van spanningsval, ook bij ongebalanceerde kringen, moet dus rekening houden met:
- de bedrijfsstroom door de Fase
- resistiviteit en reactantie van de Fase-geleider
- de bedrijfsstroom door de Nul-geleider
- resistiviteit en reactantie van de Nul-geleider
- de vermogensfactor in de stroomgeleider
De berekening moet uitgevoerd worden voor elke Fase. Ook moet het optellen van spanningsvallen in verschillende stroomgeleiders vectoriel zijn, om eventuele afwijking van het vermogensfactor te voorkomen.
En dus, als de installatie motors inhoudt, moet controle van spanningsval tijdens het opstarten ook gebeuren, extra van de nominale staat. In dit geval wordt er meestal rekening gehouden met de piek opstartstroom en zijn toegewezen vermogensfactor, dat vaak rond 0.35 staat.
Dit is de methode dat in elec calc™ gebruikt wordt.
Controles met elec calc™
elec calc™ permitteert de berekening van de verschillende spanningsvallen binnen een elektrische installatie:
- individuele spanningsval van een component
- algemene spanningsval vanaf de stroombron tot aan de verbruiker
- spanningsval in nominale staat
- spanningsval bij het opstarten
De berekening van spanningsval gebeurt op basis van de nominale stromen in Fase en Nul-geleiders, rekening houdend met de eventuele veroorzaakte faseverschuivingen, door impedantie van de verschillende componenten.
Voor een bepaalde functioneringswijze, is de spanningsval bij opstart en nominale staat berekend. Elke opstart is in rekening gebracht in zijn « worst case », dus met voeding van de volledige installatie.
De gebruiker kan spanningsvals beperking toewijzen aan verbruikers, transformators, omvormers, en dimmers, voor de nominale staat zo goed als de opstart. elec calc™ geeft een melding bij overschrijding van deze waarde. Een melding komt ook als de gebruiker een te hoge beperking ingeeft, ten opzicht van de normatieve minimalen.
Figuur 2: Spanningsvallen control in elec calc™
Toepassing op transformators – rekening houding met de regelaars in elec calc™
Een regelaar of « tap-changer » is een instelling dat de koppeling van de transformator aanpast, om in verhouding te blijven met de stroom-opwaartse spanning, of stroom-afwaartse belasting.
elec calc™ maakt het mogelijk om de 3 verschillende gevallen te testen:
Deze instelling gaat enkel invloed hebben op de stroom-afwaartse spanningsval.
- Geval 1 – Zonder regelaar : de spanningsvallen stroomopwaarts, -afwaarts en binnen de transformator worden opgeteld. Wat het mogelijk maakt om een nauwkeurige restspanning te berekenen voor elke verbruiker.
- Geval 2 – Regelaar onbelast : Deze instelling maakt het mogelijk om afwijking tussen stroom-opwaartse spanning en primaire ingang te voorkomen. Het wordt meestal bij installering van de transformator geregeld, om op deze manier de exacte onbelaste secondaire spanning op uitgang van de transformator te verkrijgen. elec calc™ neemt dan in berekening enkel de spanningsval binnen de transformator en stroomafwaarts ervan : de stroom-opwaartse spanning is dan de exacte onbelaste waarde op de secondair van de transformator.
- Geval 3 – Regelaar belast : bij een belaste regelaar te verklaren, komt de interne spanningsval van de transformator op nul staan, dit voor elke waarde van stroom-afwaartse belasting. elec calc™ brengt dan enkel in berekening de stroom-afwaartse spanningsval, de stroom-opwaartse spanning is dan de exacte nominale waarde van het netwerk. Dit is ook de optie te kiezen, als er enkel rekening gehouden moet worden met normatieve controle.
Vertaald uit een artikel van Jérôme Mullie, productmanager.
