Drehstrom-Schieflastfaktor in der Spannungsfallberechnug

[bredy]

Hallo, erst mal Guten Tag/Mittag/Abend! Bin neu in diesem Forum, hab mich registriert, in der Hoffnung, dass man mir auf meine folgende Frage Antwort gibt:

Fuer eine Weichenheizung muss fuer die Drehstromzuleitung eine Spannungsfallberechnung durchgefuehrt werden. Eine Weichenheizung besteht aus mehreren einzelnen Wechselstrom-Heizstaeben die auf die 3 Phasen der Drehstromzuleitung moeglichst so aufgeschaltet werden sollen, dass die Belastung moeglichst symetrisch bleibt. Dies ist nicht immer moeglich.
Eine Firma liefert ihre Spannungsfallberechnung so, dass sie wegen der Schieflast bei jedem Kabel einen Schieflastfaktor in der Hoehe 1,3 einsetzt:

Uv=(Laenge x Leistung x 1,3)/(Spannung x Kappa x Querschnitt)

Kann mir jemand erklaeren, wie sich die Schieflast auf den Spannungsverlust auswirkt und ob der Einsatz dieses Schieflastfaktors richtig ist?

Kennt jemand eine Lektuere, in der dieses Thema beschrieben wird?

Ich hoffe, meine Anfrage wird hier erhoert, auch wenn ich hier als "Greenhorn" ankomme.

Gruss
Bredy (alias Henry Bredlau)

 

[bredy]

Hallo, ich nochmal,

hat keiner irgendeine Antwort für mich?
Ich habe mich inzwischen getraut, bei der Firma nachzufragen, die diesen Faktor in Höhe 1,3 in ihre Spannungsfallberechnung hat einfließen lassen.
Man hat mir lediglich zwei Links auf die üblichen Erläuterungen zu unsymetrischer Last bei Drehstrom gegeben. Ein Zusammenhang mit der Spannungsfallberechnung war dort nicht zu finden.

Vielleicht gibt es jemanden, der mir helfen kann oder einer, der den Mut hat zu sagen: alles Blödsinn - was soll der Faktor in dieser Berechnung?

Gruß
Bredy (alias Henry Bredlau)

 

[Octavian1977]

Also ich rechne unsymmetrische Drehstromnetze immer wie Wechselstrom also mit 2 anstatt mit Wurzel3

Ein Faktor für Asymmetrie ist mir nicht bekannt.

 

[werner_1]

Also: Wie Oktavian schon schrieb: Bei Wechselspannung wird mit 2x L gerechnet, bei Drehstrom (und hier geht es um rein ohmsche Last) würde man nur mit 1xL rechnen.
Vermutlich hat hier jemand auf Grund der möglichen Schieflast mit einem fiktiven - evtl. aus Erfahrung mit diesem Anwendungsfall herrührenden - Faktor 1,3 gerchnet.

 

[patois]

Hallo, erst mal Guten Tag/Mittag/Abend! Bin neu in diesem Forum, hab mich registriert, in der Hoffnung, dass man mir auf meine folgende Frage Antwort gibt:

Fuer eine Weichenheizung muss fuer die Drehstromzuleitung eine Spannungsfallberechnung durchgefuehrt werden. Eine Weichenheizung besteht aus mehreren einzelnen Wechselstrom-Heizstaeben die auf die 3 Phasen der Drehstromzuleitung moeglichst so aufgeschaltet werden sollen, dass die Belastung moeglichst symetrisch bleibt. Dies ist nicht immer moeglich.
Eine Firma liefert ihre Spannungsfallberechnung so, dass sie wegen der Schieflast bei jedem Kabel einen Schieflastfaktor in der Hoehe 1,3 einsetzt:

Uv=(Laenge x Leistung x 1,3)/(Spannung x Kappa x Querschnitt)

Kann mir jemand erklaeren, wie sich die Schieflast auf den Spannungsverlust auswirkt und ob der Einsatz dieses Schieflastfaktors richtig ist?

Kennt jemand eine Lektuere, in der dieses Thema beschrieben wird?

Ich hoffe, meine Anfrage wird hier erhoert, auch wenn ich hier als "Greenhorn" ankomme.

Gruss
Bredy (alias Henry Bredlau)

Wenn du schreibst, dass die Weichenheizung nicht immer symmetrisch ausgelegt werden kann, so muss doch irgendjemand für die Auslegung der Weichenheizung verantwortlich sein. Dieser Jemand muss doch wissen, wie hoch die Ströme in den einzelnen Strängen sind!
Man kann da ja nicht nach 'Pi mal Daumen' Heizungsstränge zusammenbauen.

Wenn du die Ströme der einzelnen Stränge hast, kannst du doch den Spannungsabfall für den Worst Case dieser drei Stränge berechnen. Die zwei weniger belasteten Stränge sind dann eben "überdimensioniert".

Wenn du nur mit diesem "Angstfaktor" rechnest, musst du ja auch erstmal Grundwerte erarbeiten, die du dann mit dem A-Faktor multiplizierst. Da ist dann sicher auch einiges "überdimensioniert".

Allerdings befasse ich mich mehr mit Eislasten auf Überlandleitungen,
so dass ich mich nicht so richtig für Weichenheizungen zuständig fühle. :wink:

Patois

 

[Octavian1977]

@werner1 1 x l??? :shock:

Bei Drehstrom wird mit Wurzel 3 x l gerechnet!

WS:
(Rho x 2 x l)/A

DS (Rho x wurzel3 x l)/A

Worst case wäre das Ganze als Wechselstrom zu rechnen.

 

[werner_1]

Ja, Wuzel 3, wegen Außenleiterspannung.

 

[bredy]

Hallo, erst einmal danke für das Echo!

Zu patois: Hier einmal ein reales Beispiel:

Je nach Weichentyp sind da eine Anzahl von Heizstäben installiert, z.B. der Weichentyp EW 54-500:

Weichenbestückung
Phase L1:
2 x 900W, 1 x 1200W, 1 x 1500W = 4500W
Phase L2:
2 x 900W, 1 x 1200W, 1 x 1500W = 4500W
Phase L3:
4 x 450W = 1800W

Aufbau: Zuleitungskabel, Länge 180m, NYY-O 4x16mm² speist Trenntrafos T1-1/2, T1-3/4 und T1-5/6 ein.

Demzufolge hängen folgene Lasten an den Trenntrafos:

Phase L1: T1-1/2 = 4500W, Phasenstrom = 19,57 A
Phase L2: T1-3/4 = 4500W, Phasenstrom = 19,57 A
Phase L3: T1-5/6 = 1800W, Phasenstrom = 7,83 A

Die Ströme sind berechnet: I = P / U, wobei U = 230V.

Spannungsfall Drehstrom:

Uv=(Länge x Leistung x 1,3)/(Spannung x Kappa x Querschnitt)

Uv=(180m x 10800W x 1,3) / (400V x 58 x 16) = 6,81V

Ja, und genau um diese 1,3 geht es mir, was soll das?

Gruß
Bredy (alias Henry Bredlau)

 

[leerbua]

...
Je nach Weichentyp sind da eine Anzahl von Heizstäben installiert, z.B. der Weichentyp EW 54-500:
Spricht irgendetwas dagegen die Beschaltung der Heizstäbe zu ändern? Wäre mein erster Ansatz, dabei würde sich das Verhältnis der Strangleistungen / -ströme wesentlich bessern!

Weichenbestückung
Phase L1:
2 x 900W, 1 x 1200W, 1 x 1500W = 4500W
2 x 900W, 1200W, 450W = 3450 W
2 x 1500W, 450 W = 3450 W
Phase L2:
2 x 900W, 1 x 1200W, 1 x 1500W = 4500W
2 x 900W, 1200W, 450W = 3450 W
2 x 1200W,900W, 450W = 3750W
Phase L3:
4 x 450W = 1800W
2 x 450W, 2 x 1500W = 3900W
3 x 900W, 2 x 450W = 3600W

Version 2 sind je Phase 4 Heizungen, grösste Differenz 450 W gegenüber urspr. 2700 W

Version 3 sind unterschiedliche Anzahl von Heizungen/Phase (3, 4, 5) falls das von Belang wäre,
grösste Differenz 300 W gegenüber urspr. 2700W

 

[Octavian1977]

Einspeisung mit 5x16mm² NYM-J

Der Stromkreis hat einen funktionierenden Schutzleiter zu führen!

 

[werner_1]

Wenn ich das richtig verstanden habe, geht es hier um "Bahnstrom". Ich könnte mir vorstellen, dass die ihre eigenen Vorschriften haben - z.B PEN? :?:

 

[bredy]

Hallo leerbua,

natürlich würde es Sinn machen, die Belastungen anders aufzuteilen - mein Beispiel steht jedoch nur für eine Weiche.

In der Realität sind es mehrere Weichen, die in gleicher oder ähnlicher Weise (je nach Weichentyp) bestückt sind.
Die Lastenaufteilung geschieht letztendlich über die Gesamtzahl der Weichen, so daß zumindest die einspeisende
Hauptverteilung nahezu symmetrisch belastet wird.

Ich habe inzwischen einen Buchautoren über Projektierung von Niederspannungsanlagen zu diesem Thema angeschrieben.

Er schrieb mir folgende Antwort:

>=========================
Sehr geehrter Herr Bredlau,

in den VDE-Normen steht kein Wert oder eine Angabe, um den Spannungsfall bei unsymm. Anlagen berechnen zu können.

Wir gehen immer davon aus, dass in allen Außenleitern der gleiche Betriebsstrom fließt. Die Anlagen sind aber heute schon unsymmetrisch.

Bei bestehenden Anlagen können Sie die Ströme messen, die sich wiederum immer verändern.

Andere Möglichkeit wäre, dass man den Spannungsfall mit der Bemessungsgröße der Schutzeinrichtung (SE) rechnet. Bei Überlast müsste die SE aber sofort auslösen.

30% Sicherheitsfaktor ist in Ordnung. Dann müssen Sie prüfen ob dieser Strom die Bemessungsgröße der Schutzeinrichtung übersteigt.

Übrigens, DIN VDE 0100 Teil 520 hat jetzt andere Angaben. 4% gilt mehr.

>=========================

Ich möchte mich für Eure Antworten recht herzlich bedanken und sehe das Thema an dieser Stelle für mich als beendet an.

Sinn war es, daß ich Antworten parat habe - es könnte sein, daß ich zu dem Thema demnächst Rede und Antwort stehen muss.

Grüße
Bredy (alias Henry Bredlau)