INDUSTRIËLE INGENIEURSWETENSCHAPPEN
BAC 2
ELEKTROMECHANICA
Campus Groep T
Netten
T2ODE 1
Vierkante Passer
2024-2025
, 1 Het elektriciteitsnetwerk...............................................................................................3
1.1 Netspanning........................................................................................................................... 3
1.2 Thornton Bank....................................................................................................................... 3
1.2.1 Context:.............................................................................................................................................3
1.2.2 Spanning van het net.......................................................................................................................4
1.2.3 Fase van het net...............................................................................................................................4
1.3 Generatie van energie...........................................................................................................5
1.4 Netstructuur........................................................................................................................... 5
1.4.1 Radiale structuur:.............................................................................................................................5
1.4.2 Ring structuur...................................................................................................................................5
1.4.3 Gecombineerde structuur:..............................................................................................................6
1.4.4 Bijkomende informatie.....................................................................................................................6
1.5 Vermogensbalans.................................................................................................................6
2 Bescherming in lage spanningsnetten........................................................................7
2.1 Elektrische gevaren...............................................................................................................7
2.1.1 Gevaren bij installaties:...................................................................................................................7
Thermische gevaren:................................................................................................................................7
2.1.2 Direct gevaren voor mensen...........................................................................................................7
2.1.3 Indirect gevaar voor mensen..........................................................................................................8
2.2 Veilig werken met elektriciteit..............................................................................................9
2.2.1 Veilig werken.....................................................................................................................................9
2.2.2 Veilige installaties............................................................................................................................9
2.2.3 Regelgeving......................................................................................................................................9
2.3 Elektrische materialen........................................................................................................11
2.4 Overstroom bescherming...................................................................................................11
2.4.1 Vermogensschakelaars.................................................................................................................13
2.4.2 Soorten schakelaren......................................................................................................................13
2.5 Bescherming tegen elektrische schokken........................................................................14
2.5.1 Preventie.........................................................................................................................................14
2.5.2 Aarden/Equipotentiaal verbindingen...........................................................................................14
2.5.3 Veilige extra lage voltages............................................................................................................14
2.5.4 Veiligheidsvoltage..........................................................................................................................14
2.5.5 Aardlekschakelaar/ verliesstroomschakelaar.............................................................................15
2.6 Aardingsystemen................................................................................................................ 15
2.6.1 TT.....................................................................................................................................................15
2.6.2 TN-C.................................................................................................................................................16
2.6.3 TN-S.................................................................................................................................................16
2.6.3.1 Wiskundige benadering van een TN-S systeem........................................................................................17
2.6.4 TN-C-S..............................................................................................................................................17
2.6.5 IT met isolatie fout..........................................................................................................................18
2.6.6 Overzicht.........................................................................................................................................19
Vierkante Passer
, 3 Vermogen kwaliteit...................................................................................................... 19
3.1 Introductie............................................................................................................................ 19
3.2 Factoren die het EMC beïnvloeden....................................................................................20
3.2.1 Aarding............................................................................................................................................20
3.2.2 Signaal input/output.......................................................................................................................20
3.2.3 Spanningsbron...............................................................................................................................20
3.2.4 Radiatie............................................................................................................................................20
3.3 Vermogen beschikbaarheid................................................................................................20
3.4 Verschillende fenomenen...................................................................................................21
3.4.1 Frequentievariaties.........................................................................................................................21
3.4.2 Langzame spanningsfluctuaties...................................................................................................21
3.4.3 Flikkering.........................................................................................................................................21
3.4.4 Spanningsdips en korte onderbrekingen....................................................................................21
3.4.5 Harmonischen.................................................................................................................................21
3.4.6 Transiënten.....................................................................................................................................22
3.4.7 Unbalance.......................................................................................................................................22
4 Diode gelijkrichters..................................................................................................... 22
4.1 Een fasige diode gelijkrichters...........................................................................................22
4.1.1 Pulse nummer................................................................................................................................23
4.1.2 Weerstand belasting......................................................................................................................23
4.1.2.1 Batterij of back-EMK belasting....................................................................................................................23
4.1.3 Inductieve last................................................................................................................................24
4.1.3.1 Transiënt.........................................................................................................................................................24
4.1.3.2 Netstroom/ commutatie-overlap..................................................................................................................25
4.1.4 Capacitieve last..............................................................................................................................25
4.2 Driefasige diode gelijkrichters...........................................................................................26
4.2.1 Weerstand belasting......................................................................................................................26
4.2.2 Inductieve last.................................................................................................................................27
4.2.2.1 Power factor...................................................................................................................................................28
4.2.3 Capacitieve last..............................................................................................................................29
5 Harmonische................................................................................................................ 29
5.1 Definities.............................................................................................................................. 30
5.2 Circuitmodellering...............................................................................................................31
5.3 Vermogen definities............................................................................................................31
5.3.1 Actief vermogen.............................................................................................................................32
5.3.2 Schijnbaar vermogen.....................................................................................................................32
5.3.3 Reactief vermogen.........................................................................................................................32
5.3.4 Power factor....................................................................................................................................33
5.3.4.1 De displacemnet power factor (DPF)..........................................................................................................33
5.3.5 Conclusie power factor..................................................................................................................33
Vierkante Passer
, 5.4 Gevolgen.............................................................................................................................. 34
5.4.1 Overbelasting..................................................................................................................................34
5.4.2 Resonantie......................................................................................................................................35
5.5 Oplossingen........................................................................................................................ 36
5.5.1 Scheiden..........................................................................................................................................37
5.5.2 Over dimensionering en derating.................................................................................................37
5.5.3 Detuned reactor/ anti harmonische spoel...................................................................................37
5.5.4 Filters..............................................................................................................................................38
5.5.4.1 Passieve filters...............................................................................................................................................38
5.5.4.2 Actieve filter...................................................................................................................................................38
5.5.4.3 Hybride............................................................................................................................................................38
6 Onbalans...................................................................................................................... 39
6.1 Eenfasige belasting in een drie fase systeem..................................................................39
6.2 Ongebalanceerde toestand................................................................................................40
6.2.1 Analyse van onbalans: Fortescue-methode................................................................................40
6.2.1.1 Directe component........................................................................................................................................41
6.2.1.2 Inverse component........................................................................................................................................41
6.2.1.3 Homopolaire component..............................................................................................................................41
6.3 Homopolaire of nulsequentiecomponenten.....................................................................42
6.3.1 Het niet bestaan van nulsequentiecomponenten.......................................................................42
6.3.2 Neutrale geleiders en de nulsequentiecomponent.....................................................................43
6.3.3 Overzicht.........................................................................................................................................43
6.3.4 Harmonische + onbalans...............................................................................................................44
6.4 De gevolgen van onbalans bij eenfasige belastingen.....................................................45
6.4.1 Neutral shift.....................................................................................................................................45
6.4.2 Gevolgen op de nulleider..............................................................................................................45
6.5 Vermijden van problemen...................................................................................................46
Vierkante Passer
BAC 2
ELEKTROMECHANICA
Campus Groep T
Netten
T2ODE 1
Vierkante Passer
2024-2025
, 1 Het elektriciteitsnetwerk...............................................................................................3
1.1 Netspanning........................................................................................................................... 3
1.2 Thornton Bank....................................................................................................................... 3
1.2.1 Context:.............................................................................................................................................3
1.2.2 Spanning van het net.......................................................................................................................4
1.2.3 Fase van het net...............................................................................................................................4
1.3 Generatie van energie...........................................................................................................5
1.4 Netstructuur........................................................................................................................... 5
1.4.1 Radiale structuur:.............................................................................................................................5
1.4.2 Ring structuur...................................................................................................................................5
1.4.3 Gecombineerde structuur:..............................................................................................................6
1.4.4 Bijkomende informatie.....................................................................................................................6
1.5 Vermogensbalans.................................................................................................................6
2 Bescherming in lage spanningsnetten........................................................................7
2.1 Elektrische gevaren...............................................................................................................7
2.1.1 Gevaren bij installaties:...................................................................................................................7
Thermische gevaren:................................................................................................................................7
2.1.2 Direct gevaren voor mensen...........................................................................................................7
2.1.3 Indirect gevaar voor mensen..........................................................................................................8
2.2 Veilig werken met elektriciteit..............................................................................................9
2.2.1 Veilig werken.....................................................................................................................................9
2.2.2 Veilige installaties............................................................................................................................9
2.2.3 Regelgeving......................................................................................................................................9
2.3 Elektrische materialen........................................................................................................11
2.4 Overstroom bescherming...................................................................................................11
2.4.1 Vermogensschakelaars.................................................................................................................13
2.4.2 Soorten schakelaren......................................................................................................................13
2.5 Bescherming tegen elektrische schokken........................................................................14
2.5.1 Preventie.........................................................................................................................................14
2.5.2 Aarden/Equipotentiaal verbindingen...........................................................................................14
2.5.3 Veilige extra lage voltages............................................................................................................14
2.5.4 Veiligheidsvoltage..........................................................................................................................14
2.5.5 Aardlekschakelaar/ verliesstroomschakelaar.............................................................................15
2.6 Aardingsystemen................................................................................................................ 15
2.6.1 TT.....................................................................................................................................................15
2.6.2 TN-C.................................................................................................................................................16
2.6.3 TN-S.................................................................................................................................................16
2.6.3.1 Wiskundige benadering van een TN-S systeem........................................................................................17
2.6.4 TN-C-S..............................................................................................................................................17
2.6.5 IT met isolatie fout..........................................................................................................................18
2.6.6 Overzicht.........................................................................................................................................19
Vierkante Passer
, 3 Vermogen kwaliteit...................................................................................................... 19
3.1 Introductie............................................................................................................................ 19
3.2 Factoren die het EMC beïnvloeden....................................................................................20
3.2.1 Aarding............................................................................................................................................20
3.2.2 Signaal input/output.......................................................................................................................20
3.2.3 Spanningsbron...............................................................................................................................20
3.2.4 Radiatie............................................................................................................................................20
3.3 Vermogen beschikbaarheid................................................................................................20
3.4 Verschillende fenomenen...................................................................................................21
3.4.1 Frequentievariaties.........................................................................................................................21
3.4.2 Langzame spanningsfluctuaties...................................................................................................21
3.4.3 Flikkering.........................................................................................................................................21
3.4.4 Spanningsdips en korte onderbrekingen....................................................................................21
3.4.5 Harmonischen.................................................................................................................................21
3.4.6 Transiënten.....................................................................................................................................22
3.4.7 Unbalance.......................................................................................................................................22
4 Diode gelijkrichters..................................................................................................... 22
4.1 Een fasige diode gelijkrichters...........................................................................................22
4.1.1 Pulse nummer................................................................................................................................23
4.1.2 Weerstand belasting......................................................................................................................23
4.1.2.1 Batterij of back-EMK belasting....................................................................................................................23
4.1.3 Inductieve last................................................................................................................................24
4.1.3.1 Transiënt.........................................................................................................................................................24
4.1.3.2 Netstroom/ commutatie-overlap..................................................................................................................25
4.1.4 Capacitieve last..............................................................................................................................25
4.2 Driefasige diode gelijkrichters...........................................................................................26
4.2.1 Weerstand belasting......................................................................................................................26
4.2.2 Inductieve last.................................................................................................................................27
4.2.2.1 Power factor...................................................................................................................................................28
4.2.3 Capacitieve last..............................................................................................................................29
5 Harmonische................................................................................................................ 29
5.1 Definities.............................................................................................................................. 30
5.2 Circuitmodellering...............................................................................................................31
5.3 Vermogen definities............................................................................................................31
5.3.1 Actief vermogen.............................................................................................................................32
5.3.2 Schijnbaar vermogen.....................................................................................................................32
5.3.3 Reactief vermogen.........................................................................................................................32
5.3.4 Power factor....................................................................................................................................33
5.3.4.1 De displacemnet power factor (DPF)..........................................................................................................33
5.3.5 Conclusie power factor..................................................................................................................33
Vierkante Passer
, 5.4 Gevolgen.............................................................................................................................. 34
5.4.1 Overbelasting..................................................................................................................................34
5.4.2 Resonantie......................................................................................................................................35
5.5 Oplossingen........................................................................................................................ 36
5.5.1 Scheiden..........................................................................................................................................37
5.5.2 Over dimensionering en derating.................................................................................................37
5.5.3 Detuned reactor/ anti harmonische spoel...................................................................................37
5.5.4 Filters..............................................................................................................................................38
5.5.4.1 Passieve filters...............................................................................................................................................38
5.5.4.2 Actieve filter...................................................................................................................................................38
5.5.4.3 Hybride............................................................................................................................................................38
6 Onbalans...................................................................................................................... 39
6.1 Eenfasige belasting in een drie fase systeem..................................................................39
6.2 Ongebalanceerde toestand................................................................................................40
6.2.1 Analyse van onbalans: Fortescue-methode................................................................................40
6.2.1.1 Directe component........................................................................................................................................41
6.2.1.2 Inverse component........................................................................................................................................41
6.2.1.3 Homopolaire component..............................................................................................................................41
6.3 Homopolaire of nulsequentiecomponenten.....................................................................42
6.3.1 Het niet bestaan van nulsequentiecomponenten.......................................................................42
6.3.2 Neutrale geleiders en de nulsequentiecomponent.....................................................................43
6.3.3 Overzicht.........................................................................................................................................43
6.3.4 Harmonische + onbalans...............................................................................................................44
6.4 De gevolgen van onbalans bij eenfasige belastingen.....................................................45
6.4.1 Neutral shift.....................................................................................................................................45
6.4.2 Gevolgen op de nulleider..............................................................................................................45
6.5 Vermijden van problemen...................................................................................................46
Vierkante Passer
