Stromwandler für kleinere Frequenzen dimensionieren

[misterET]

Hallo, ich brauch mal wieder eure Hilfe

Ich benötige für eine Strommessung einen Stromwandler, jedoch sind im theoretischen noch einige Dinge unklar.

1. Weshalb ist bei Stromwandlern eine Nennspannung mit angegeben?
Wenn ich eine 10kV Versorgungsleitung habe und den Strom durch diese messen will, dann muss ich den Stromwandler doch nach dem Strom auswählen. Der kann ja unterschiedliche Größen haben. Ich führe die Leitung durch den Stromwandler, da tritt doch gar kein Spannungsfall auf?! Außer im Wandler durch die Induktion, diese betägt aber sicherlich keine 10 kV...

2. Wandler existieren sind meist für 50-60 Hz ausgelegt.
Wenn ich jetzt einen 5-Hz Strom messen will, auf was ist zu achten?

Beispielrechnung:
Ip=100A, Is=1A, f=50Hz, FS=5, Fehlerklasse 2,5
Das heißt jetzt, dass bei einem Strom von 500 A der Messfehler max. 5 % beträgt.

Wenn ich jetzt einen 5 Hz Strom mit dem selben Wandler messen will, dann ist dieser für kleinere Ströme ausgelegt.
50Hz / 5Hz = 10 => Ip ist 10 mal kleiner
Also würde der Nennstrom des Wandlers für 5 Hz nur noch 10A betragen.

Stimmt diese Überlegung?
Bei kleinerer Frequenz geht der Wandler schneller in die Sättigung. D.h., bei Ip=100 A und 5Hz ist der magnetische Fluss 10 mal höher als bei 50 Hz. Deshalb muss ich den Nennstrom auf 10A reduzieren, dann klappt wieder alles.
Stimmt das so?

 

[patois]

Zu Punkt 1)

Das Ding heißt zwar STROM-Wandler, ist aber, wenn ich mich richtig erinnere, totzdem ein Spannungswandler, also ein Trafo.

Irgenwie habe ich auch noch das Wort "BÜRDE" in Erinnerung, und diese Bürde muss wohl immer angeschlossen sein, sonst nimmt der "Stromwandler" Schaden.

Der Wert diese Bürde ist auf den Wandler abgestimmt und nur dadurch ist die Ablesung von Strom-Werten möglich.

Aber bitte lies die Zusammenhänge selbst nochmals nach, vor allem das mit der Bürde scheint eminent wichtig zu sein.

Greetz

Patois

 

[misterET]

Ja, ich beschäftige mich schon ausführlich mit Stromwandlern...nur in Büchern geht man immer von 50 Hz aus..es wird meist nur das Verhalten bei Netzfrequenz diskutiert.

Es geht darum, dass ich das Verhalten bei niedrigen Frequenzen näher verstehen möchte. Es geht um die Messung des Stromes einer Windkraftanlage. Die Frequenz ist eben abhängig von der Drehzahö, die wiederum vom Wind abhängt.

Bürde ist klar. Ich habe einen Nennstrom in der Leitung. Dieser soll gemessen werden. Bei einer Nennbürde von oftmals 15 VA fließt ein Sekundärstrom von 1A oder 5A.

Wie du schon sagtest, die Bürde ist auf den Wandler abgestimmt. Nun frage ich mich, wie ich den Wandler betreiben muss, damit auch eine Frequenz von zB 5 Hz gemessen werden kann..

 

[pauline]

Also wenn ich 10 kV habe, kann ich keinen Wandler nehmen, der nur für 500 V isoliert ist.

Zwischen der Wicklung und dem Eisenkern, die vermutlich auf Erdpotential liegen, sind dann eben 10 kV zu isolieren.

Wenn da wirklich 10 kV vorkommen, benötigt man einfach entsprechende Geräte und keine Bastellösung.
Da werden die entsprechenden Firmen auch Lösungen für andere Frequenzen anbieten können.

pauline

 

[Lötauge35]

Hallo MisterET,

Um was für eine Windkraftanlage geht es denn?
Normalerweise arbeiten Windkraftanlagen netzsynchron, entweder mit Getriebe oder Mehrpolmaschinen.Da sollte es kein Problem sein den Strom mittels Stromwandler zu messen, da die Freuquenz konstant ist.

Bei Anlagen mit variabler Drehzahl gehts dann nur mit Gleichrichtung und Gleichstrom-Zwischenkreis.

 

[sepp_s]

Windkraft

Ich fahre öfters bei einer Windkraftanlage vorbei dabei sehe ich dass sich diese je nach Windstärke auch verschieden schnell drehen. Kann man aufgrund dieser Tatsache darauf schließen dass diese beiden Anlagen demnach Anlagen mit variabler Drehzahl nur mit Gleichrichtung und Gleichstrom-Zwischenkreis arbeiten?. Diese Anlagen wurden 1996 errichtet . mfg sepp

 

[misterET]

Mh nee, nix mit Gleichrichtung
Es handelt sich um eine relativ kleine Windkraftanlage. Die wird auch nicht ans Netz gekoppelt, die Leistung wird direkt verheizt sozusagen.

Ich glaube, ich werde einfach mal einen Hersteller kontaktieren. Ich muss eben herausfinden, ob sich 50-Hz-Wandler auch für einen Frequenzbereich von 5-50 Hz einsetzen lassen, wenn sie entsprechend ausgewählt werden...

Eine Möglichkeit wäre natürlich noch, LEM-Wandler zu verwenden, welche auf dem Hall-Effekt aufbauen. Aber ich würde erstmal gerne herausfinden, ob eine Lösung mit transformatorischen Wandlern auch in Frage kommen könnte.

 

[Milka]

Ich führe die Leitung durch den Stromwandler, da tritt doch gar kein Spannungsfall auf?! Außer im Wandler durch die Induktion, diese betägt aber sicherlich keine 10 kV...

Wenn nichts am Messwandler angeschlossen ist, kannst du sogar einige 100kV zwischen k und l haben, da er ja die Spannung hoch transformiert, und den Strom runter...

Milka

 

[Octavian1977]

Das liegt daran, daß eine Spule nicht nur aus einer Induktivität sondern auch aus einem Ohmschen Anteil und ganz gering auch aus einer Kapazität besteht.
Je kleiner die Frequenz um so stärker macht sich der Ohmsche Widerstand der Spule bemerkbar und der Induktive Widerstand sinkt.
Somit ändert sich der Widerstand und auch der Stromfluss im Wandler und die Meßergebnisse werden verfälscht.
Bei höheren Frequenzen kehr sich das ganze um mit dem gleichen ergebnis.

 

[Trafowickler]

Mh nee, nix mit Gleichrichtung

Was wird denn von der Anlage gespeist? Für alle üblichen 230V - Verbraucher benötigst du ja 50Hz. Wenn da ein Umrichter verbaut ist, wird auch gleichgerichtet (u.U. aber leider im Umrichter) und wenn das Teil ohne Umrichter werkelt, dann stellt sich die Frage, was damit versorgt wird?
Wieviel Spannung / Strom liefert das Teil denn überhaupt. Bei niedrigen Spannungen / Strömen könnte man auch einfach ein Dreheisen - Messwerk nehmen. Die gibt es ja bis ca 100A (das größte, das ich kenne).
Ansonsten nimm einen Messwandler mit Hallsensor, die interessieren sich nicht für die Frequenz.