De inhoud die u bekijkt is op maat voor Nederland. Inhoud voor Verenigde Staten bekijken | Ander land selecteren
Het belangrijkste verschil tussen gelijkstroom (DC) en wisselstroom (AC) ligt in de manier waarop de elektrische lading door het net vloeit. Bij gelijkstroom vloeit de lading constant in één richting, terwijl deze bij wisselstroom periodiek van richting verandert.
Bij het schakelen in gelijkstroomnetten gaat de stroom niet door nul, zoals in wisselstroomnetten. Dit maakt het schakelen van gelijkstroom potentieel gevaarlijker, omdat er vlambogen kunnen ontstaan die moeilijker te doven zijn. Meten in gelijkstroomnetten is gemakkelijker, omdat de spanning en stroom constant zijn. Effectieve waarden worden gemeten in een wisselstroomnet, omdat de spanning en stroom sinusoïdaal variëren.
Ook bewakingssystemen voor gelijkstroomnetten moeten gedimensioneerd zijn voor constante spanning en constante stroom. Sommige soorten storingen die optreden in wisselstroomnetten, worden mogelijk niet herkend, zoals een fase-uitval.
In het kader van het DC-INDUSTRIE2-project onderzocht Phoenix Contact het onderwerp Gelijkstroomnetten met deelnemers uit het bedrijfsleven en onderzoek. In deze context zijn de volgende eisen geformuleerd voor het schakelen in het gelijkstroomnet.
Bij apparaten met halfgeleiderschakelaars is een betrouwbare scheiding van het stroomcircuit vanwege het ontwerp niet altijd gewaarborgd. Daarom wordt potentiaalscheiding gerealiseerd met elektromechanische componenten, vergelijkbaar met contactoren of relais.
De belangrijkste taak van een beveiligingsapparaat is om binnen een redelijke tijd veilig uit te schakelen bij overstroom of kortsluiting. Bij DC-belastingen is een veilige uitschakeling in geval van overstroom of kortsluiting net zo belangrijk als bij AC-belastingen. Daarom is betrouwbare uitschakeling cruciaal voor de stabiliteit en veiligheid van deze systemen.
Als de spanningen te hoog zijn, voorkomt de overspanningsbeveiliging in het bijzonder het gevaar op schade aan verbruikers.
De onderspanningsbeveiliging zorgt ervoor dat een belasting wordt ingeschakeld, wanneer de spanning hoog genoeg is.
Ongeladen capacitieve belastingen aan de uitgang van de schakelmodule (bijv. tussencircuits) genereren op het schakelmoment voor korte tijd een kortsluitingstoestand. Om deze stroompieken te vermijden, worden de capaciteiten voorgeladen, tot de spanningen van de uitgang van het apparaat en de capaciteit gelijk zijn.
Het gevaar van een aardsluiting is het veroorzaken van lichamelijk letsel en schade aan installaties. Met deze gevaren moet rekening worden gehouden. Terwijl de kortsluitbeveiliging uitschakelt bij storingen in het apparaat, beveiligt de aardsluitbeveiliging tegen storingen tussen het apparaat en de aarde.
Een groot voordeel van gelijkstroomnetten is de mogelijkheid om energie terug te leveren aan het net. Deze toepassing vereist echter nauwkeurige metingen. Energiemeters voor zowel wisselstroom (AC) als gelijkstroom (DC) vallen onder de ijkwet, wanneer ze worden gebruikt voor financiële facturering. Om de nauwkeurigheid te verhogen en conversieverlies te beperken, wordt in gelijkstroomnetten directe meting in DC aanbevolen. In tegenstelling tot wisselstroomnetten is gelijkstroommeting eenvoudiger, omdat er geen rekening gehouden hoeft te worden met faseverschuiving.
Meten is noodzakelijk voor de bewaking in elektrische netten. De bewaking zorgt ervoor dat de grenswaarden in het systeem in acht worden genomen, bijv. de spanning in het gelijkstroomnet mag niet hoger zijn dan 650 V. Een bewakingssysteem moet reageren op afwijkingen van de nominale waarden en tegenmaatregelen opstarten. Dit kan enerzijds het aanpassen of in noodgevallen ook het uitschakelen van de installatie betekenen. Bewaking in het DC Power Grid is eenvoudiger dan in het wisselstroomnet, omdat de spanning "alleen" constant hoeft te worden gehouden. Een voorbeeld is de All Electric Society Factory van Phoenix Contact. Hier vormt de AIC (Active-Infeed-Converter) de kern voor bewaking en regeling. Als de spanning in het net daalt, levert de AIC energie vanuit de batterijopslag of het wisselstroomnet. Als de spanning in het net stijgt, wordt energie opgeslagen of teruggeleverd naar het openbare net.
De integratie van generatoren, opslagsystemen en verbruikers in het gelijkstroomnet brengt speciale uitdagingen met zich mee, zoals vlamboogvrij schakelen. Bij elke DC-aftakking moet veilig schakelen gegarandeerd zijn. De CONTACTRON ELR HDC is de eerste multifunctionele DC-vermogensschakelaar op de markt, die voldoet aan de vereisten voor gebruik in gelijkstroomnetten.
Het gebruik van gelijkstroomnetten in de industrie staat nog in de kinderschoenen. Daarom vormen technische hindernissen en een gebrek aan standaarden nog steeds een uitdaging voor sommige van onze klanten. Om dit tegen te gaan en de uitbreiding van gelijkstroomnetten te stimuleren, is Phoenix Contact al jaren betrokken bij internationale onderzoeksprojecten en commissies, zoals de ODCA, Shift2DC en HybSchaDC, op het gebied van gelijkstroom en investeert veel in de eigen productontwikkeling.
