Schieflast im Drehstromnetz

[Janvi]

In einem „schwachen“ Drehstromnetz welches durch einen Notstromdiesel (20kVA) erzeugt wird, möchte ich einen PV Wechselrichter (max 30kVA) zur zeitweisen Leistungserhöhung einspeisen. Durch die begrenzte Anzahl der Verbraucher und mögliches einphasiges Laden von Fahrzeugen sind massive Schieflasten zu erwarten. Der PV Wechselrichter kann insgesamt aber nur symmetrische Leistungen einspeisen bzw. auf eine solche Vorgabe begrenzt werden. Die Zähler bzw. Stromwandler zur Messung arbeiten alle saldierend. Die übliche Reihenschaltung der Wechselrichter Zwischenkreiskondensatoren wird vermutlich auch nur einen Nulleiter mit sehr begrenzter Impedanz bereitstellen. Da der verwendete Synchongenerator seine Erregung nach nur eine Phasenspannung selbst ausregelt, ist diesem vermutlich auch nur eine begrenzte Schieflast zuzumuten.

Nun ist ja bekannt, daß sich schon mit einem normalen Dyn5 Trafo eine einphasige Last auf zwei Phasen in der Mittelspannung verteilt. Zur Versorgung von entfernten Aussiedlerhöfen kommen kleine Trafos mit Zigzag Schaltung zum Einsatz welche erwartete Schieflasten noch besser verteilen sollen. (Bauerndrehstrom). Soweit ich gehört habe, soll es Trafos geben, die mit einer zusätzlich kurzgeschlossenen Dreieckswicklung die Kerndurchflutung in jedem Lastfall perfekt ausbalancieren. Gibt es Trafos welche eine solche Symmetrierung auch innerhalb eines Netzes machen bzw. nur zwischen den Phasen transformieren und keine Prim/Sek Seite haben ? Ist zu erwarten, daß die rotatorische Generatormasse auch so einen Phasenausgleich durch Unrundlauf macht ?

 

[karo28]

Soweit ich gehört habe, soll es Trafos geben, die mit einer zusätzlich kurzgeschlossenen Dreieckswicklung die Kerndurchflutung in jedem Lastfall perfekt ausbalancieren.

Das duerfte sich auf Schaltungsgruppen des Trafos (Dyn5, Yzn11...) beziehen.

Gibt es Trafos welche eine solche Symmetrierung auch innerhalb eines Netzes machen bzw. nur zwischen den Phasen transformieren und keine Prim/Sek Seite haben ?

Vermutlich suchst du eine Art Trenntrafo, der Primaer/Sekundaerseitig gleiche Spannungsebene bietet und mittels geeigneter Schaltgruppe das ausbalancieren kann?

Alternative waeren Lastmanagement mit Schieflasterkennung und Phasenwechsel.

 

[edi]

Also für mich ist Bauerndrehstrom eine Anwendung ohne Neutralleiter, bei der Yzn wird ja der Sternpunkt mit herausgeführt...also von da her kein Bauerndrehstrom...

 

[Janvi]

>Vermutlich suchst du eine Art Trenntrafo, der Primaer/Sekundaerseitig gleiche Spannungsebene bietet und mittels >geeigneter Schaltgruppe das ausbalancieren kann?

Ja, aber eine galvanische Trennung brauche ich noch nicht mal. Vermutlich geht das aber ohne galvanische Trennung nicht, weil ja sonst die Ströme nicht gleich werden könnten. Vielleicht gibt es ja eine Lösung mit Spartrafo?

Die Alternative ist mit 3 einzelnen Wechselrichtern zu arbeiten die sich untereinander in der Phase synchronisieren können. Davon gibts aber nur sehr wenige Modelle. 3ph Modelle die einzelne Phasen steuern können habe ich noch gar nie gesehen. Ein Lastḿanagement gibt es ohnehin schon, aber es begrenzt nur den WR symmetrisch. Ausgleichen der Schieflast wäre maximal mit einer Thyristorheizung in einen Pufferspeicher möglich.

 

[cool20]

Gute Idee dein Wechselrichter wird sich aber nicht auf den Generator Synchronisieren lassen, da die Netzfrequenz nicht sauber genug sein wird das der Wechselrichter das mittmacht. Zumal Verbrauch und Erzeugung immer gleich groß sein müssen, diese Regelung wird am ende so komplex das ich bezweifle das man sowas auf den Markt für wenig Geld gibt.

Bei solchen Schieflasten ist es eh vorbei, das macht kein 20kVA Generator mit

 

[EBC41]

Man könnte versuchen, mit dem Hersteller des Wechselrichters zu klären, ob es für solche spezielle Fälle eine geeignete Steuerungssoftware gäbe. Und zu welchem Preis?

 

[Janvi]

Auf der einen Seite ist es ein SMA Core1 50/41 und der Support dort hat schon abgewunken. Warum sollen die sich mit so komplizierten Dingen befassen wenn solange nur ein einzelner Idiot danach frägt und alle anderen Kunden so kaufen ? Die saldierenden Stromzähler zur Steuerung einer Nulleinspeisung erscheinen mir auch relativ langsam (1-2 Sek) und UNsymmetrie ist bei der Brückenschaltung des Umrichters wohl auch kein reines Softwareproblem wie diese Diplomarbeit zeigt:

docplayer.org/228100345-Dreiphasen-Wechselrichter-mit-schlankem-spannungszwischenkreis-zum-einsatz-in-unsymmetrisch-belasteten-niederspannungsnetzen.html

( An der URL https vorne ranstellen da ich noch keine Links posten darf) Auf Seite 144 sieht man, daß eine weitere Vollbrücke aus Sic Mosfet eingesetzt wird um die Anzapfung der Reihenschaltung der (schlanken) Zwischenkreiskondensatoren und damit den Nulleiter nachzuführen. Auf der anderen Seite könnte ich Victron Multiplus II einsetzen von welchen sich 3 Stück zu einem Drehstromnetz synchronisieren lassen. Kombiniert man das mit einem herkömmlichen Ladegerät für Gabelstapler welches auf jeden Fall eine symmetrische Drehstromlast darstellt, so erhält man praktisch auf 48 Volt Ebene der Bleibatterie einen extra fetten Ersatz für den Zwischenkreiskondensator eines obenstehenden Wechselrichters welche die Unsymmetrie per Software ausgleichen könnte. Das sind dann halt 3 einzelne Wechselrichter mit je 4 Transistoren als Einphasen Vollbrücke während eine 3 Phasen Brücke mit 6 Transistoren oder dem halben Aufwand auskommt. Sekundenweiser Überschuss kann eine Staplerbatterie locker schlucken aber ob das funktioniert kann mir vermutlich auch niemand sagen und ich muß es selbst finanzieren und ausprobieren. Vom Wirkungsgrad nicht gerade der Wunsch aber die nächstliegende Lösung.

 

[cool20]

Kauf dir einfach ein Stromspreicher der eine Inselbetrieb möglich macht. Die Verbindung von Wechselrichter und Notstromagregat wird nie funktionieren. Ich würde da auch nicht basteln alleine wegen Garantie und Zulassung der Geräte.
Der Knackpunkt ist immer die Netzfrequenz wenn die nicht passt speist kein Wechselrichter ein.
Wie gesagt Verbrauch und Erzeugung müssen immer Gleich sein das wirst du im kleinen Maßstab nicht hinbekommen.