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Autom. Umschaltung von Solar-Speicher auf öffentliches Netz

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Elektrikforum Foren-Übersicht -> Grundlagen & Schaltungen der Elektroinstallation
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PeterH61
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Anmeldungsdatum: 04.12.2017
Beiträge: 4

BeitragVerfasst am: 05.12.2017 09:40    Titel: Autom. Umschaltung von Solar-Speicher auf öffentliches Netz Antworten mit Zitat
Liebe Forumsmitglieder,

nicht neu das Thema im Forum, aber doch wieder anders...

Ist Situation:
Wir haben einen (Solarstrom-)Speicher über den permanent die Verbraucher im Haus laufen (mit Ausnahme der leistungsstarken Geräte wie Waschmaschine, Herd etc. siehe Skizze 1 (hoffe das klappt mit dem 1-Drive):

https://1drv.ms/i/s!Ap5bh5HZNAkx6DP4EUmV6uhRMADJ

Die Leistung des Speichers lieg bei 4500kVA. Wenn es Probleme (selten aber doch) mit dem Speicher gibt, wird die der Speicher mittels CEE-Stecker umgesteckt und das Haus über das öffentlich Netz gesamthaft versorgt. Dies ist natürlich nur möglich, wenn man auch zu Hause ist, eh klar…

Sollsituation:
Ich plane eine (halb-)automatische Umschaltung vom Speicher auf das öffentliche Netz sobald der Speicher ausfällt, die CEE-Stecker werden ersetzt. Um eben zu vermeiden, dass die z.B. die Kühlgeräte womöglich tagelang ausfallen, wenn man gerade auf Urlaub ist.
D.h. bei Ausfall automatisch Umschalten und erst manuell wieder auf den Speicher schalten, wenn dieser wieder ordnungsgemäß läuft.

Dazu habe ich mir eine Schaltung mit einem Wendeschütz überlegt, siehe Skizze 2:

https://1drv.ms/i/s!Ap5bh5HZNAkx6DT9xDeNy9wtxo-M

Die Ansteuerung würde ich über eine kleine elektronische Schaltung realisieren. Das ganze nur mit Schützen aufbauen war mir als Hobby-Elektroniker einfach zu kompliziert.
Warum Wendeschütz: dadurch ist eine mechanische Verriegelung von K2/K4 sicher gestellt. Elektrisch verriegeln würde ich gegenseitig alle Schütze (K2/K4 bzw. K1/K3) über die Hilfskontakte (habe ich aus Übersichtsgründen noch nicht eingezeichnet).

Komponenten:

A) Für die Spannungsüberwachung des Speichers möchte ich das Relais G2FW50HzYFA02 von Tele verwenden, daß mir die (noch zu entwickelnde) elektronische Ansteuerung auslöst: https://www.tele-online.com/resources/data-sheets/dt_g2fw50hzyfa02.pdf

B) Die Wendeschützkombination (K2/K4) von TeSys LC2DT25BD, 4polig, 25A/AC1:
https://www.schneider-electric.com/en/product/download-pdf/LC2DT25BD

C) 2x Installationsrelais K1/K3 für das vorleilende Schließen bzw. nacheilende Öffnen des N-Leiters mit Finder Serie 22, 1 Schließer/1 Öffner, Dauerstrom 20A: https://www.conrad.at/de/industrierelais-1-st-finder-222390244000-nennspannung-24-vdc-schaltstrom-max-20-a-1-schliesser-1-oeffner-503311.html

So wer jetzt noch nicht Geduld verloren hat, nun noch meine hoffentlich nicht zu dämlichen Fragen als Nicht-Elektrotechniker:

1) Ist das Wendeschütz ausreichend dimensioniert? Der Speicher kann max. 4500VA leisten und ist mit 20A abgesichert. Die Verbraucher sind ein Mix aus ohmschen Lasten, Heizungspumpen, Halogen, LED usw.
2) Gibt es eine einfachere Lösung mit dem N-Leiter vor/nachschalten? Via Google habe ich da außer sehr teure gesamthafte Lösungen z.B. von Siemens (3KC6424-2TA20-0TA3) nichts gefunden. Das es keine? Schütze gibt, die das von Haus aus können wundert mich.
3) Reicht die Dimension des Schaltschützes (K1/K3) für doe temporäre N-Leiter Schaltung mit 20A?
4) Klappt das so überhaupt, oder ist das Alles sowieso zu kompliziert gedacht?
5) Oder doch lieber der Weg zum Profi, aber dann kommt womöglich das raus (finde ich ganz amüsant und auch lehrreich): https://sites.google.com/site/schuetzschaltungen/Schuetzschaltung-Grundkurs-von-a-bis-z

Ich freue mich schon auf Eure Hilfe und Kommentare.
LG Peter
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Hallo!

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Octavian1977
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Anmeldungsdatum: 05.10.2006
Beiträge: 15653
Wohnort: Wiesbaden

BeitragVerfasst am: 05.12.2017 11:55    Titel: Antworten mit Zitat
Es wäre sehr Sinnvoll zwischen dem Umschalten eine Aus zeit von mehreren Sekunden ein zu fügen.
Für elektrische Geräte sind gerade kurzzeit Unterbrechungen sehr Problematisch.

Was mir nicht klar ist wie die Schutzmaßnahme bei Deinem Speicher funktioniert.
Wo ist der Sternpunkt bei Speicherbetrieb geerdet?
Sollte der Speicher selbst eine Sternpunktbrücke haben, darf dessen Neutralleiter keine Verbindung mit dem des Öffentlichen Netzes bekommen. Ich vermute allerdings, daß Dein Speicher keine Sternpunkt Erdung hat, somit darfst Du auf keinen Fall den Neutralleiter mit schalten.

Den Neutralleiter vor oder nacheilend zu schalten ist Blödsinn. Das Teil schaltet 4 polig ab und nach Ablauf einer Zeit 4 polig zu.

Das Ganze ist zu komplex um das hier im Forum mit wenigen Bildern betrachten zu können. Das wäre vor Ort durch eine Fachkraft zu entscheiden, wobei man dazu sagen muß, daß sicher nicht jeder Elektriker für diese Thematik ausreichende Kenntnisse aufweist.

Schütze haben den entscheidenden Nachteil bei Aktivierung ständig Strom zu verbrauchen.
Automatische Umschalter sind in der Leistungsklasse allerdings schwer zu bekommen und auch sehr teuer.
Deine Gesamtanlage hat übrigens noch den entscheidenden Nachteil, daß Die Energie vom PV Modul zu Deiner Batterie erst über den Wechselrichter und dann noch über einen Gleichrichter geht was doppelte Verluste bedeutet.
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PeterH61
Newbie
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Anmeldungsdatum: 04.12.2017
Beiträge: 4

BeitragVerfasst am: 06.12.2017 10:20    Titel: Antworten mit Zitat
Hallo Octavian,
danke für Deine Hinweise, denke schön langsam ich lasse lieber ohne Profi vor Ort die Finger davon. Ich möchte es trotzdem durchplanen und verstehen würde ich's auch gerne...

Octavian1977 hat folgendes geschrieben:
Es wäre sehr Sinnvoll zwischen dem Umschalten eine Aus zeit von mehreren Sekunden ein zu fügen.
Für elektrische Geräte sind gerade kurzzeit Unterbrechungen sehr Problematisch.

Richtig, so schnell Umschalten ist mit den Schützen nicht möglich, hätte ich wohl nicht bedacht...

Octavian1977 hat folgendes geschrieben:
Was mir nicht klar ist wie die Schutzmaßnahme bei Deinem Speicher funktioniert.
Wo ist der Sternpunkt bei Speicherbetrieb geerdet?
Sollte der Speicher selbst eine Sternpunktbrücke haben, darf dessen Neutralleiter keine Verbindung mit dem des Öffentlichen Netzes bekommen. Ich vermute allerdings, daß Dein Speicher keine Sternpunkt Erdung hat,

Nein, hat keine Sternpunkterdung, der Neutralleiter ist über die CEE Stecker mit den öff. Netz verbunden (IN) und klarer Weise mit dem Hausnetz (OUT).

Octavian1977 hat folgendes geschrieben:
somit darfst Du auf keinen Fall den Neutralleiter mit schalten.

Das verstehe ich jetzt nicht, d.h. nur 3polig die Außenleiter umschalten? Einer Ausführungsvorschrift eines österr. Netzbetreibers habe ich entnommen, das dies nur bei direktem Anschluss im Hauptverteiler gestattet ist. Beim Anschluss im Unterverteiler (ist ja bei mir der Fall) immer 4-polig. Oder habe ich das falsch verstanden?

Octavian1977 hat folgendes geschrieben:
Den Neutralleiter vor oder nacheilend zu schalten ist Blödsinn. Das Teil schaltet 4 polig ab und nach Ablauf einer Zeit 4 polig zu.

Das habe ich auch aus besagter Ausführungsvorschrift, diese bezieht sich auf ÖVE/ÖNorm E 8001-4-56 bzw. EN 60947-3 für Ersatzstromversorgungen und listet auf:
- Vierpolige Ausführung (Ausnahme siehe "Ausführungshinweise")
- Der Neutralleiterpol muss voreilend schließen bzw. nacheilend öffnen
- Lastschalt- und Trennschaltfunktion
- Bemessungsstoßspannung 6kV
- Mechanische gegenseitige Verriegelung zwischen Netz- und Ersatzstrombetrieb

Aber vielleicht ist das ja für meine Anlage (ist ja kein Generator) nicht anwendbar?

Octavian1977 hat folgendes geschrieben:
Das Ganze ist zu komplex um das hier im Forum mit wenigen Bildern betrachten zu können. Das wäre vor Ort durch eine Fachkraft zu entscheiden, wobei man dazu sagen muß, daß sicher nicht jeder Elektriker für diese Thematik ausreichende Kenntnisse aufweist.

Seh ich auch so, hat sich auch sonst keiner gemeldet. Weiss nicht, ob es die Forumsregeln zulassen hier bilateral weiter zu "diskutieren" bzw. ob Du überhautpt Interesse hast. Einen Elektriker meines Vertrauens müsste ich mir natürlich noch vor Ort suchen.

Octavian1977 hat folgendes geschrieben:
Schütze haben den entscheidenden Nachteil bei Aktivierung ständig Strom zu verbrauchen.
Automatische Umschalter sind in der Leistungsklasse allerdings schwer zu bekommen und auch sehr teuer.
Deine Gesamtanlage hat übrigens noch den entscheidenden Nachteil, daß Die Energie vom PV Modul zu Deiner Batterie erst über den Wechselrichter und dann noch über einen Gleichrichter geht was doppelte Verluste bedeutet.

Ja stimmt natürlich, das ist der Preis für die dzt. Lösung als unterbrechungsfreie Stromversorgung. Mit der Ansteuerung und Schützen wir das verlustleistungsmäßig natürlich nochmals "teurer". Was hältst du von dem Siemens 3KC6424-2TA20-0TA3, kostet zwar über € 500,-- und ist sicher mit 40A Schaltleistung überdimensioniert, wenn ich mir allerdings alles zusammenrechne (Relais, Schütz, Elektronik) bin ich davon sowieso nicht mehr weit weg?
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Octavian1977
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Anmeldungsdatum: 05.10.2006
Beiträge: 15653
Wohnort: Wiesbaden

BeitragVerfasst am: 06.12.2017 11:37    Titel: Antworten mit Zitat
Du darfst einen Gernerator nicht mit Deiner Umschaltung verwechseln.
Du schaltest einen Verbraucher (bzw eine Verbrauchsanlage) von einem Netz auf das andere. Das muß 4 polig erfolgen OHNE voreilenden oder Nacheilenden Neutralleiter.

Eine Energiequelle (Generator) auf ein Netz zu schalten muß dreipolig erfolgen.

Würdest Du dort 4 polig schalten, läuft
der Generator hoch erzeugt Spannung und hat aber bis zum Zuschalten keinen geerdeten Sternpunkt. Das darf nicht sein da sonst die Schutzmaßnahme fehlt.
Wenn man das vierpolig schalten will, warum auch immer muß man vor starten des Generators den Neutralleiter zuschalten, und die Phasen nach Hochlauf des Generators erst zuschalten.
In der Vergangenheit hat man auch häufig den Mist gebaut dem Generator dann eine Sternpunktbrücke zu spendieren.
nach dem 4poligen zuschalten hatte man dann aber einen zusätzlichen Sternpunkt gebaut der zu massiven Ausgleichsströmen und damit zu Problemen führt.

Wenn Du Umschaltest muß das entweder innerhalb von wenigen Millisekunden geschehen (kleiner 10ms) das wäre dann "Unterbrechugnsfrei" oder aber gezielt über Null mit z.B. 10s Pause bis zum wieder Einschalten. Unterbrechugnsfrei zu schalten geht nur mit einem Lasttransferschalter der das elektronisch innerhalb von 3-5ms erledigt. Alle anderen Methoden, ob mit Schütz oder automatischen Schaltern funktionieren nur mit Unterbrechung.

Der Siemens Umschalter ist für 500€ ist aber nur das Grundgerät mit Handschalter. Der Motor dazu kostet extra.

Den Umschalter ohne Motoroption gibt es auch von Hager und anderen.
Der Motorschalter hat natürlich das Problem, daß er ohne Strom auch nicht schaltet, wenn nicht ein Unterspannungsauslöser dafür sorgt.

Aber wie gesagt das Ganze sollte man dringend vor Ort klären.
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PeterH61
Newbie
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Anmeldungsdatum: 04.12.2017
Beiträge: 4

BeitragVerfasst am: 06.12.2017 19:37    Titel: Antworten mit Zitat
o.k alles klar.

Ich lasse das jedenfalls mit dem Selbstbau. Würde mir wohl auch niemand abnehmen, alles andere ist zu heikel/gefährlich.

Als work-around werde ich eine Netzausfall-Alarm mittels SIM Karte wählen, oder selber bauen (als Hobby Elektroniker ist das schon eher mein Metier).

Nochmals Danke jedenfalls! Hoffe das nächste Mal ein weniger kompliziertes Projekt im Forum zu haben Wink

LG Peter
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Moorkate
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Anmeldungsdatum: 06.07.2014
Beiträge: 2317

BeitragVerfasst am: 06.12.2017 20:51    Titel: Antworten mit Zitat
Das würde ich nicht nur mit einem Schütz machen, sondern Leistungsmosfets davorschalten. Am unproblematischen wäre soetwas, wenn das Akkunetz mit dem öffentlichen synchronisiert ist, dann gibt es keine Problem mit Spannungsspitzen.

mfG
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Normen haben kraft Entstehung, Trägerschaft, Inhalt und Anwendungsbereich den Charakter von Empfehlungen, deren Beachtung und Anwendung jedermann freisteht. Normen an sich haben keine rechtliche Verbindlichkeit.
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Octavian1977
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Anmeldungsdatum: 05.10.2006
Beiträge: 15653
Wohnort: Wiesbaden

BeitragVerfasst am: 07.12.2017 10:19    Titel: Antworten mit Zitat
Ob die Netze Synchron sind oder nicht ist egal, da erstens über Null geschaltet werden muß und zweitens mit einer definierten Pause.
Mit Mosfet muß man das auch nicht schalten.

Wenn man Geld zuviel hat kann man sich dafür natürlich einen Lasttransferschalter hin stellen, aber mehrere tausend Euro dafür aus zu geben ist nicht zielführend.
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PeterH61
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Anmeldungsdatum: 04.12.2017
Beiträge: 4

BeitragVerfasst am: 20.12.2017 09:23    Titel: Siemens... Antworten mit Zitat
ich bin's noch mal,

Lässt mir doch keine Ruhe, obwohl vom Selbstbau bin ich wirklich schon abgekommen...

Und zwar der Siemens-Umschalter 3KC6424-2TA20-0TA3, der hat doch bereits einen Motorantrieb integriert. Das Teil ist so ab 700,-- erhältlich wenn man länger googelt. Natürlich kommen noch einige Kosten dazu und ja, ist sicher ein Overkill, kein Thema.

Stutzig macht mich nur dieser Schaltplan:

[img]https://1drv.ms/i/s!Ap5bh5HZNAkx6EMSVj2TlLcGVCeA[/img]

Da ist jeweils ein "Autotransformator" 3KC9624-1 für Supply1 und 2 angegeben. Sind diese für die Stromversorgung des Schalters notwendig? Wozu von 400V auf 230V Transformieren, liegen doch eh an jeder Phase an?

Wenn diese zum Betrieb erforderlich sind pfeife ich wirklich drauf, denn das Teil kostet auch noch jeweils 470,--

LG Peter
und schöne Feiertage!!!
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Octavian1977
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Anmeldungsdatum: 05.10.2006
Beiträge: 15653
Wohnort: Wiesbaden

BeitragVerfasst am: 20.12.2017 14:13    Titel: Antworten mit Zitat
Den Trafo benötigst Du in Anlagen ohne Neutralleiter.
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Pumukel
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Anmeldungsdatum: 22.07.2016
Beiträge: 2530

BeitragVerfasst am: 20.12.2017 14:25    Titel: Antworten mit Zitat
eine derartige Umschaltung lässt sich durchaus mit Schützen realisieren. Allerdings muss dazu vor der Umschaltung auch der Verbraucher vom Netz getrennt werden. Eine Umschaltung darf nur über Aus erfolgen. Es darf nie passieren das Netz und Ersatznetz miteinander verbunden sind.
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