Cos Phi bei Teillast eines Generators

[DavidW]

Liebes Forum,

ich möchte die Leistung eines Drehstrom-Generators an einer Kleinwasserkraftanlage messen. Ich bin mir aber nicht ganz sicher wie ich mit dem Wirkleistungsfaktor umzugehen habe. Der Generator hat eine Nennleistung von 285 kW und eine Nennspannung von 400 V. Baujahr ist ca. 1969.

Folgende Randbedingungen:

• in allen drei Phasen messe ich ca. 233 V und 221 A.
• ich berechne die Leistung wie folgt: P = U x I x cos φ x √3
• bei Betrachtung der einzelnen Phasen i wäre das dann: Pi = (Ui x Ii x cos φ)/√3 --> P = P1 + P2 + P3
• auf dem Generator-Typenschild steht cos φ = 0,83

In den Unterlagen zum Generator finde ich allerdings auch die folgende Angabe:
bei Last 4/4: Wirkungsgrad 91,5% cos φ = 0,83
bei Last 3/4: Wirkungsgrad 92,0% cos φ = 0,80
bei Last 2/4: Wirkungsgrad 91,5% cos φ = 0,74

Bei Verwendung von cos φ = 0,83 komme ich auf ca. 73 kW. Das ist meiner Ansicht nach aber zu viel Leistung. Für mich sieht das rein mathematisch so aus als müsste ich also einen geringeren Leistungsfaktor verwenden.

Muss ich hier also iterieren bis Last x/4 und dazugehöriger cos φ mit der berechneten Leistung P übereinstimmen, oder ist das totaler Quatsch?

Ich freue mich über eure Hilfestellungen!

Beste Grüße,
David

 

[Allstromer]

Das ist meiner Ansicht nach aber zu viel Leistung

Wieso? In Relation zu was?

Allstromer

 

[DavidW]

Wieso? In Relation zu was?

Allstromer

In Bezug auf Druck und Durchfluss an der Turbine wäre der Wirkungsgrad der Wasserkraftanlage bei 73 kW zu hoch. Realistisch wären eher etwas um die 60 kW. Daher der Gedanke dass es evtl. an einem zu hohen Leistungsfaktor liegen könnte.

 

[Allstromer]

In welcher Genauigkeit wird der Druck und Durchfluss an der Turbine erfasst?

 

[DavidW]

In welcher Genauigkeit wird der Druck und Durchfluss an der Turbine erfasst?

Druck und Durchfluss werden sehr genau erfasst und wurden auch schon durch Gegenmessungen verifiziert. Hier liegt die Messgenauigkeit bei ca. 1%

Wird bei der Leistungsberechnung den im Allgemeinen der Leistungsfaktor als Variable der Last betrachtet oder berücksichtigt man hier eigentlich immer einen konstanten Wert? Rein Grundsätzlich gefragt, da ich kein E-Techniker bin.

 

[Allstromer]

Wieso nimmst du den cos φ = 0,83?
Nimm den der eher wahrscheinlich ist, z. b. näher bei 2/4 Last cos φ = 0,74.
Und schon sieht das anders aus, oder?

Allstomer

 

[DavidW]

Das war meine Frage: Mir war nicht bekannt ob man je nach Belastung verschiedene cos φ in die Berechnung nimmt.

Falls das so gemacht wird hast du recht, dann sind meine Probleme gelöst!

Zusatzfrage: da ich ja bei 1/4 der Last bin, hierfür aber kein Wert angegeben ist - gibt es einen allgemeingültigen formalen Zusammenhang für die cos φ Kurve in Abhängigkeit der Last?

 

[Allstromer]

Die ca. 60 KW dürften somit stimmen.

Wenn du es so genau wissen willst, dann bleibt nur die Messung!

 

[DavidW]

Ja eine Messung habe ich bereits für nächste Woche veranlasst. Muss ich bei der Messung aber nicht auch den cos φ mit angeben im Messgerät?

Geplant ist eine Messung mittels Netzanalysegerät (hatte so ein Gerät noch nie in der Hand).

 

[Octavian1977]

den cosphi mußt Du messen!
Die Angabe auf dem Generator ist nur das was dieser kann.

 

[DavidW]

Alles klar, dann habt ihr somit alle meine Fragen beantwortet.

Vielen Dank für die schnelle und verständliche Unterstützung @Allstromer und @Octavian1977