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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stromzange und Drehstrom


Autor: Stevko (Gast)
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Hallo liebe Gemeinde,

ich habe den Auftrag für eine Lackiererei den elektrischen Verbrauch zu 
Messen. Die Verbraucher sind hauptsächlich Lüfter, Pumpen und 
Oelbrenner.
Im Sicherungskasten sind die Sicherungen auf den Stromschienen wie folgt 
angeordnet:

   ----          ----
   |M1|          |P1|
   |--|-----     |--|-----
           |             |
   ----    |     ----    |
   |M2|    |     |P2|    |
   |--|--- |     |--|--- |
         | |           | |
   ----  | |     ----  | |
   |M3|  | |     |P3|  | |
   |--|- | |     |--|- | |
       | | |         | | |
       | | |         | | |
       | | |         | | |

M und P sind Verbraucher, 1; 2; und 3 die Phasen. Ich kann also mit der 
Stromzange alle 3-Phasen mit einmal umschliesen. Doch wie berechne ich 
die elektrische Wirkleistung? Auch nach dem Googeln bin ich nicht 
wirklich schlauer. Einige sagen das die 
Verbraucherschaltung(Stern/Dreieck) massgeblich ist, andere rechnen 
trotz induktiver Verbraucher P=U*I, die nächsten bringen Wurzel(3) ins 
Spiel usw.
Am einfachsten wäre es für mich, wenn ich alle 3-Phasen mit der Zange 
umschliesse und dann die Leistung ausrechnen könnte.
Das Messgerät ist ein ein TrueRMS VC607 von Voltkraft.

Gruss
  Stevko

: Verschoben durch Admin
Autor: Christian Kreuzer (christian_rx7) Benutzerseite
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Da laut Kirchhof die Summe aller Ströme 0 ist, kann das nicht 
funktionieren.
Ausserdem hast du sicherlich auch einen N oder PEN Leiter zu den 
Verbrauchern.
Wenn du alle 3 Phasen durch die Stromzange führst, siehst du nur den 
Fehlenden Strom der am N ausgeglichen wird.
Also jede Phase extra messen.

Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
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wenn du alle 3 phasen zugleich umschließt, misst du keinen strom 
(höchstens leckströme). das ist der einfache knotensatz.

mit einer stromzange und einem miultimeter alleine wirst du nicht 
glücklich werden, du musst im prinzip sowas hier verenden: 
http://www.fluke.de/comx/show_product.aspx?pid=356...
die sache ist nämlich, dass du die ströme uind spannungen auch im 
zeitlichen zusammenhang sehen musst, um wirk- und blindleistuing zu 
trennen. hast du nur eine stromzange und ein voltmeter, so zeigen beide 
dir nur die effektivwerte an, aber erst durch die phasenverschiebung 
kommst du zu deinen gewünschten werten.

Autor: Peter (Gast)
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Hallo,
es sollte auch gehen jede Phase einzeln zu messen und das Ergebniss zu 
addieren. (bei Beachtung von Wirk und Blindleistung)

Also 3Stromzangen + 3 TrueRMS Multimeter

Autor: Max (Gast)
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Es geht auch mit 2 Stromzangen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Aronschaltung

Autor: Peter (Gast)
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@Max (Gast)
Aronschaltung
> Sie ist nur in Dreileiterstromkreisen verwendbar
geht also nur wenn im N kein Strom fliest, und bei einer Kompletten 
anlage mit Verbauchern ist die Wahrscheinlichkeit doch sehr gering.

Autor: Karl-heinz Strunk (cletus)
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http://www.elektro-wandelt.de/verteilerbau/stromza...

Günstig (20 EUR) und geht ganz gut, wenn es nur ums abschätzen geht.

Das tolle: Neben dem Kurzzeitverbrauch kannst du damit einen 
Wochenverbrauch ermitteln.

Bei Geräten, die immer nur kurz an und dann länger aus sind (Kompressor 
z.B.) ist der Vebrauch in einer Zeitspanne interessanter als in dem 
Moment, in dem er angeschaltet ist.

Autor: Stevko (Gast)
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@all:

Ja das war eine wirklich unausgegorene Idee mit den 3-Phasen auf einmal. 
Hat mir die Stromzange auch bestätigt. ;-)
Ich habe für den grossen Lüfter eine Phase in die Zange bekommen und 
messe ca. 22 Ampere. Es ist wirklich ein grosser Einbrennofen mit dem 
entsprechenden Lüfter(31kW / cos(phi)=0,84).
Kann ich zur Abschätzung folgendes Rechnen?

P=3*(U*I*cos(phi))
P=3*(380V*22A*0,85)=21,3kW

oder muss ich noch etwas anderes berücksichtigen(Stern/Dreieck; 
Effekktivwerte ..)

Gruss
  Stevko

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>P=3*(U*I*cos(phi))
>P=3*(380V*22A*0,85)=21,3kW

falsch !

Du must rechnen P = 1.73  400V  22A * 0.85 = 12.9KW
Dann hast du aber nur die Wirkleistung.
Zur Auslegung eines Stations-Trafos dafuer brauchst du aber die 
Scheinleistung.

S = 1.73  400V  22A = 15.2 KVA

Gruss Helmi

Autor: Stevko (Gast)
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@Helmi:

Danke Helmi!
Das Wurzel(3) = 1,73 steht wohl für die drei Phasen, da ich nur in einer 
gemessen habe.
Aber die 400Volt, woher kommen die? Auf den Motoren steht 380V oder 
kommt dies von der Netzanpassung 220_V -> 230_V?

Wie Du vielleicht bemerkt hast, könnte ich auf keinen Fall eine 
Trafostation auslegen. Ich soll nur die Stromkosten abschätzen, da hier 
eine Lackieranlage geplant wird. Der neue Einbrennofen soll die 
Brenntemperatur(200°C) mit elektr. Heizelementen erzeugen, während der 
alte mit Oelbrennern läuft.

Gruss
  Stevko

Autor: tex (Gast)
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@Stevko
Das, was Du da vor hast, erfordert einen Fachmann und wie Dein Text 
verrät, bist Du auf diesem Gebiet keiner. Lass es einfach einen Fachmann 
machen. Die Haben die nötige Meßtechnik und die nötige Erfahrung.
Natürlich kannst Du Dir auch von einem Lackierer den Blinddarm 
rausnehmen lassen, der im Internetforum der Chirurgen nachgelesen hat, 
wie das geht aber ich bin mir sicher dass Dir bei Deinem eigenen 
Blinddarm ein Fachmann lieber ist.
Kann man eigentlich Blinddarm-OPs im Internet versteigern, bei Ebay, 
oder Jobdoo?

Autor: Tipgeber (Gast)
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"Aber die 400Volt, woher kommen die? Auf den Motoren steht 380V oder
kommt dies von der Netzanpassung 220_V -> 230_V?"

Bingo !

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Aber die 400Volt, woher kommen die? Auf den Motoren steht 380V oder
>kommt dies von der Netzanpassung 220_V -> 230_V?


Seit einigen Jährchen ist die Netzspannung nicht mehr 220V/380V sondern 
auf 230V / 400V angehoben worden.

Zwischen 230V und 400V liegt der Faktor Wurzel(3) = 1.73

Um auf deinem Problem mit den Stromkosten zu kommen , warum liest du 
nicht einfach das von dem Zaehler der Kundenanlage ab. Also alles mal 
Einschalten und den Zaehler mal eine gewisse Zeit beobachten. Mit dem 
Zaehler hast du sogar eine amtlich beglaubigte Messeinrichtung zu 
verfuegung.

Gruss Helmi

Autor: Stevko (Gast)
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Guten Abend,

diese Anlage ist ein Teil von einem umfangreichen Betrieb. Die Lackierei 
besteht aus Waschanlage, Trockenofen, Pulverbeschichtung/Nasslackierung 
und 2 Einbrennöfen. An einer Art Kettenförderer werden die Teile 
aufgehangen und durchlaufen die notwendigen Prozesse. Die Steuerung 
erfolgt zu 80% per Automat und der Rest mit Hand. Ein Abschalten 
diverser Verbraucher würde Stillstand bedeuten, da alles an einem Strang 
hängt. Außerdem gibt es nicht mal einen separaten Zähler für diesen 
Anlagenkomplex. Wie gesagt, die Anlage ist richtig überaltert und soll 
wahrscheinlich durch eine modernere ersetzt werden. Zur Abschätzung 
der momentanen Betriebskosten sollen die Verbrauchswerte von den 
einzelnen Stationen ermittelt werden. Es dürften so ungefähr 15 
Pumpen(E-Motor) verschiedenen Kalibers sein(1kW-36kW). Mein Ansatz war 
eben mit der Stromzange im Verteilerkasten den Verbrauch der einzelnen 
Pumpen grob zu ermitteln. Das dürfte doch eigentlich genügen aber der 
Rechenweg stellte hier ein Problem dar.
Übrigens die neue Anlage wird elektrisch betrieben. Reine Heiz- und 
Trockenleistung ist laut Hersteller/Präsentation ca. 540kW. Die Pumpen 
für die Waschanlage sowie die Warmwasseraufbereitung ist dabei noch 
nicht berücksichtigt. Gehen wir mal grob auf 600kW, da das Warmwasser 
zirkuliert.

Macht 600kW x 16_Stunden/Tag x 260 Arbeitstage = 2,5_GigaWatt!
Oh je da sollte man sich lieber sein eigenes Kraftwerk bauen.

Sinn der Übung ist es den momentanen Verbrauch von den Trocken- und 
Einbrennöfen zu bestimmen. Den Ölverbrauch haben wir mittels Zähler 
eigentlich recht genau ermittelt. Jetzt kommen noch die Lüfter für die 
Umluft/Frischluft hinzu. Und genau da klemmts!

Gruß
  Stevko

@Tex:
Mein Blinddarm ist noch an der originalen Stelle im Körper, da ich noch 
keinen Lackierer gefunden habe. Werde morgen aber fragen, wer von den 
Spritzern einen I-Net-Anschluss hat und sich die OP zutraut ;-).
Wie Du wahrscheinlich gelesen hast brauchen wir keine megagenauen Werte, 
sondern nur eine grobe Abschätzung. Das müsste doch mit dieser Super 
True-RMS-Stromzange machbar sein oder täusche ich mich da?

Autor: tex (Gast)
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> sondern nur eine grobe Abschätzung. Das müsste doch mit dieser Super
> True-RMS-Stromzange machbar sein oder täusche ich mich da?

Natürlich ist das machbar, die Frage ist nur, mit welchem Aufwand. Wenn 
Du die Leistung der einzelnen Komponenten kennst, genügt die ein 
einfacher Betriebsstundenzähler, den Du an den den Verbraucher hängst. 
Allerdings dürfte es haarig werden Deinen Kunden in Bezug auf Verbrauch 
und Effizienz zu beraten, wenn es an einer Formel für die 
Drehstromleistung schon krankt und Du die einzelnen Komponenten wie 
Verkettungsfaktor und Leistungsfaktor nicht zuordnen, geschweige deren 
Bedeutung kennst.

Im DS-Kreis gilt P=U*I*sqrt(3)*cos(lf)

schöne Formel, gelle? Und was mache ich, wenn ich nun 3 unterschiedliche 
I für jeden Außenleiter habe?

> Gehen wir mal grob auf 600kW
Welchen Gleichzeitigkeitsfaktor hast Du dafür herangezogen und wie hast 
Du den ermittelt?

600kw haben wollen und 600 kw bekommen sind 2 paar Schuhe. Was sagt Dein 
E-Versorger zu Deinen Plänen?

Nehmen wir an Du brauchst die 600kw und musst sie selber erzeugen. Wie 
viel Redundanz wirst Du einplanen? Reicht Dir ein 630 kVA-Trafo oder 
sollten es 2 sein?
In dieser Sekunde in der Du die Antwort auf diese Fragen liefern musst 
wirst Du feststellen, dass "sondern nur eine grobe Abschätzung. Das 
müsste doch mit dieser Super True-RMS-Stromzange machbar sein oder 
täusche ich mich da?" eine gewaltige Täuschung ist und eine korrekte 
Netzanalyse erforderlich gewesen wäre. Die wird die Fa. Baugatz dann 
auch von Dir haben wollen, wenn Du Dir von denen Deine 
Kompensationsanlage anbieten lässt.

Autor: Stevko (Gast)
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Guten Morgen Tex,

ich glaube Du interpretierst zu viel in meinen Text. Die E-Technik ist, 
wie Du schon bemerkt hast, nicht mein Gebiet! Ich bin der Kunde und 
muss nix verkaufen, geschweige denn projektieren auf dem elektrischen 
Gebiet. Das sollen doch Leute mit der nötigen Fachkompetenz erledigen. 
In der Firma, wo ich seit kurzem beschäftigt bin, muss die Lackieranlage 
erneuert werden. Die Frage ist, welchen Energieträger wir für die 
Wärmegewinnung nutzen werden. Elektrisch oder Oel?
Um ein paar Anhaltspunkte für die momentane Energiesituation zu 
bekommen, wollte ich den Verbrauch ermitteln. Zur Zeit benutzen wir Oel 
als Brennstoff für die Oefen, doch die notwendigen Lüfter zu Umwälzung 
und Frischluftzufuhr fordern auch ihren "Strom-Tribut". Und diesen in 
etwa zu kennen wäre wohl hilfreich. Zur Not setze ich die kW-Zahl des 
jeweiligen Motors ein. Dies ist zwar auf jeden Fall zu hoch aber besser 
als nix. Der Wert von Helmi mit 12kW momentaner Verbrauch für den 
31kW-Motor, dürfte doch "gefühlsmässig" im Bereich der Realität liegen.
Die Entscheidung welche Anlage im Endeffekt gekauft wird, treffen doch 
sowieso die Leute mit dem Geld! Und die haben erfahrungsgemäss noch 
weniger Ahnung als ich.
Falls doch die elektrische Variante eingesetzt wird, ich bete aber für 
Oel, stellen sich genau die Fragen die Du schon angerissen hast. Da 
wünschte ich mir einen Berater mit Deiner Weitsicht und Kompetenz. Denn 
zur Zeit werden meine Bedenken(Anschlussleistung, Kosten usw.) gar nicht 
richtig beachtet. Das geht schon, wir haben ja eine Trafostation im 
Haus, kein Problem. Die ist aber bestimmt nicht für 2,5_GW ausgelegt.

Gruss
  Stevko

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Stevko wrote:

>...
> richtig beachtet. Das geht schon, wir haben ja eine Trafostation im
> Haus, kein Problem. Die ist aber bestimmt nicht für 2,5_GW ausgelegt.
>
> Gruss
>   Stevko

Das muß die Station auch nicht sein, da Du hier fröhlich in Deine 
Ausführungen Anschlußleistung (ca. 600kW + x) und Energie (Leisuntg 
Deienr Geräte multipliziert mit Zeit) mixt.

Richtig wäre, das Du mit Deinen angegebenen Geräten in der angegebenen 
Zeit 2,5GWh verbrauchen (kannst, wenn alles dauernd läuft, etc.). Das 
ist der Unterschied zu den von Dir geschriebenen 2,5 GW.

Das ändert aber nix an der Auslegung der Trafostation, die muß egal wie 
lange Deine Geräte laufen nur für deren Anschlußwert (hier: ca. 600kW+ 
x) ausgelegt sein.

Ich hoffe, nun ist das geklärt.

hth,
Andrew

Autor: Stevko (Gast)
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Ja Andrew, verzeihe bitte den Fehler. Leider bin ich auf Arbeit und habe 
noch etwas anderes zu tun. Wir haben uns gerade, während ich den letzten 
Satz schrieb, über den Jahresverbrauch unterhalten. So sind die 2,5_GW 
statt der 600kW reingerutscht. Ganz so "unbedarft" bin ich nun auch 
nicht und E-Technik ist 12 Jahre her. Das Skript mit dem ich mein Wissen 
auffrischen könnte, liegt leider in Deutschland und ich sitze in der 
Schweiz. Aber am Wochenende fahre ich nach Hause.

Gruss
  Stevko

Autor: tex (Gast)
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Wenn Du die Planung und Finanzierung des Umbaus zu bewerten hast, würde 
ich bei den Größenordnungen und dem Parallelbedarf von Wärme und Strom 
die Anschaffung eines Blockkraftwerkes mit Netzeinspeisung erwägen. Die 
Anschaffungskosten amortisieren sich dann über die Jahre von alleine und 
de selbst erzeugte Strom ist in der Regel deutlich preiswerter als der 
Industriell erzeugte. Sofern zum Betrieb Heizöl zugelassen ist, 
verwandelt sich der Stromerzeuger direkt zur Gelddruckerei.

Was deine Messung anbetrifft hast Du einen eigenen Trafo, also auch eine 
Niederspannungsstation und eine Kompensationsanlage. Die einzelnen 
Abgänge sollten im Normalfall mit Meßgeräten ausgestattet sein, an denen 
sich der Stromverbrauch recht ordentlich ablesen lässt. Dein 
Energieversorger dürfte in der Messzelle Equipment installiert haben mit 
dem er ziemlich genau Deinen Bedarf erkennen und sogar vorhersagen kann. 
Das sollte bei der Größenordnung in der Du hier rechnest hinreichend 
genau sein.

Dabei warne ich an dieser Stelle übrigens dringend davor zu genau zu 
sein.

Autor: tex (Gast)
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>  und ich sitze in der Schweiz.

.. wo das A230 gebaut wird?! Und dann fragst Du hier wie Du an Deine 
Messwerte kommst?!

Autor: Karl-heinz Strunk (cletus)
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Stevko wrote:
> Ja Andrew, verzeihe bitte den Fehler. Leider bin ich auf Arbeit und habe
> noch etwas anderes zu tun.

Dann bestell einen Fachmann.

> Wir haben uns gerade, während ich den letzten
> Satz schrieb, über den Jahresverbrauch unterhalten. So sind die 2,5_GW
> statt der 600kW reingerutscht.

Meister, du verwechselst mit diesen Angaben keine Werte, sondern gleich 
ganze Einheiten!

2,5 GigawattSTUNDEN muss es deiner Rechnung nach lauten.


>Ganz so "unbedarft" bin ich nun auch
> nicht und E-Technik ist 12 Jahre her. Das Skript mit dem ich mein Wissen
> auffrischen könnte, liegt leider in Deutschland und ich sitze in der
> Schweiz. Aber am Wochenende fahre ich nach Hause.

Da wird mehr als ein Vorlesungsskript nötig sein.



Sry wegen des harten Tons, aber du schreibst andauernd, dass du kaum 
Ahnung hast, willst aber auf der anderen Seite eine komplette 
industrielle Anlage dimensionieren.

Jemand, der eine sich eine Anlage anschaffen will, die 600kw Leistung 
verbrät, sollte einen Elektriker für ein oder zwei Tage bestellen 
können, der sich das mal ansieht.


Schon mal überlegt, was passiert, wenn die Anlage doch mehr braucht oder 
am Ende die Anbindung nicht reicht?

Autor: Stevko (Gast)
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@Karl-heinz Strunk:

Niemand will hier eine komplette Anlage dimensionieren. Lese doch bitte 
den Post:

Autor: Stevko (Gast)
Datum: 02.12.2008 07:59

genau durch. Alternativ könntest Du mal den gesamten Thread durchlesen!
Sry wegen des harten Tons, aber leider überfliegen die meisten den 
Thread nur, wissen sofort alles, und geben ihren Kommentar ab.
Uebrigens das es "GigawattSTUNDEN" sind wurde stillschweigend 
angenommen. Wie wäre ich wohl auf den Wert gekommen??

>Macht 600kW x 16_Stunden/Tag x 260 Arbeitstage = 2,5_GigaWatt!
>Oh je da sollte man sich lieber sein eigenes Kraftwerk bauen.

Wenn die allgemeine Freigabe erfolgt, egal ob Oel oder Strom, holen wir 
uns ehe die Fachleute. Hier geht es nur um eine Abschätzung was das alte 
Werk verbraucht.

Gruss
  Stevko

Autor: Karl-heinz Strunk (cletus)
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Stevko wrote:
> @Karl-heinz Strunk:
>
> Niemand will hier eine komplette Anlage dimensionieren. Lese doch bitte
> den Post:
>

Spielen wir "Um die Wette zitieren"? gerne!

> Autor: Stevko (Gast)
> Datum: 02.12.2008 07:59
>
> genau durch. Alternativ könntest Du mal den gesamten Thread durchlesen!

> Uebrigens das es "GigawattSTUNDEN" sind wurde stillschweigend
> angenommen. Wie wäre ich wohl auf den Wert gekommen??

Wieso schreibst du sonst so einen Mist?:

>>Das geht schon, wir haben ja eine Trafostation im
>>Haus, kein Problem. Die ist aber bestimmt nicht für 2,5_GW ausgelegt.

Exakt solche Verwechselungen passieren, wenn man die STUNDEN 
stillschweigend annimmt. Kann ganze Kalkulationen verwässern.

> Wenn die allgemeine Freigabe erfolgt, egal ob Oel oder Strom, holen wir
> uns ehe die Fachleute.

Genau bei dieser Entscheidung können auch die Fachleute helfen. Es gab 
ja schon den Tip mit dem Blockheizkraftwerk; die ganze Kalkulation ist 
nicht so trivial, dass man sagen könnte "Wir brauchen 2,5 GWh pro Jahr, 
alternativ x Liter Öl, macht einen Unterschied von y Eur".

Und die Abschätzung, was das alte Werk verbraucht, kriegste am besten 
mit einem oder mehreren Zwischenzählern hin (siehe meinen Post oben).

Die Heizleistung kam ja von Ölbrennern...

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