ich habe eine eher ungewöhnliche Anfrage von meinem Neffen bekommen.
Seine Frau und er lebten 12 Jahre in Kanada und sind vor kurzem wieder nach Deutschland zurückgekehrt.
Sie hatten dort eine Werkstatt mit Maschinen (teilweise Standardmaschinen aber auch Sonderanfertigungen). Sie haben die Maschinen über einen Seecontainer mitgebracht und möchten diese nun hier betreiben.
Das Problem ist nun, dass die meisten Maschinen für 3 Phasen 208V 60Hz ausgelegt sind. Das sind dann Motoren für 120/208V in Sonderbauform, die man nicht so einfach tauschen kann. Teilweise sind sogar 50Hz statt 60Hz ein Problem.
Meine Idee wär jetzt ein separates 208V 60Hz Inselnetz aufzubauen.
Man nehme einen PV-Hybrid-Inverter für den US-Markt mit 3 Phasen und einem Batteriespeicher.
An die Batterie kommt dann ein 230V Ladegerät.
Die Spitzenlast würde dann aus den Akkus kommen, die kontinuierlich aus dem 230V nachgeladen werden.
Ich bin der Meinung, das das ganze weder genehmigungspflichtig noch anmeldepflichtig beim Netzbetreiber ist, da das Ladegerät über einen Schukostecker mit dem Netz verbunden ist und die Leistung aus dem Netz auf 2kW begrenzt ist. Das eigentliche Inselnetz ist ja in keiner Weise mit dem öffentlichen Netz verbunden.
Mein Neffe hat nun doch einen Elektriker gefragt und der war der Meinung, dass das nicht geht. Seiner Meinung nach (und angeblich auch der Auffassung des Netzbetreibers) ist ein Inselnetz nur in Gebäuden ganz ohne Anschluss an das öffentliche Netz möglich. Das liest man auch in diversen PV-Foren.
Ich kann das nicht nachvollziehen und eine Begründung gab es auch auf Nachfrage nicht.
Danach dürfte ich auch keine Powerbank laden.
So etwas ähnliches habe ich ja auch beim Wasser: neben dem Stadtwasser haben wir für Toiletten und Waschmaschine einen 5000L Regenwassertank im Garten verbuddelt, der bei Trockenheit auch aus dem Stadtnetz nachgespeist werden kann. Da dies über einen freien Auslauf geschieht, ist sichergestellt, dass niemals Regenwasser in das Stadtnetz zurückfliessen kann.
Ebenso ermöglicht das Ladegerät, dass die Akkus geladen werden können, aber niemals Strom aus der Insel zurück in das öffentliche Netz fliessen kann.
Weiß jemand wo das genau steht, dass eine Insel nur ohne öffentlichen Stromanschluss möglich ist? Habe leider keinen Zugang zu der VDE und in den TAB des Netzbetreibers kann ich nichts finden.
Wenn es nicht mehrere kW sind, würde ich mal einen Frequenzumrichter mit 3ph Ausgang und 1ph 230V AC In probieren.
Durch die geringere Zwischenkreisspannung im Vergleich zu einem mit 3ph Eingang ist dessen Ausgangsspannung kleiner. Sind es Asynchronmotore? Die sollten notfalls ein paar Volt mehr vertragen. Unterspannung ist wegen dann höherem Wicklungsstrom ehr kritisch.
Weiß jemand wie die Drehstromausgangsspannung eines FU mit 1ph 230VAC genau ist?
Seiner Meinung nach (und angeblich auch
der Auffassung des Netzbetreibers) ist ein Inselnetz nur in Gebäuden
ganz ohne Anschluss an das öffentliche Netz möglich. Das liest man auch
in diversen PV-Foren.
Da gehts um die Anmeldepflicht für PV-Anlagen. Da du aber gar keine PV-Anlage bauen willst, sind die Regeln für PV-Anlagen für deine Anlage völlig irrelevant.
Weiß jemand wo das genau steht, dass eine Insel nur ohne öffentlichen
Stromanschluss möglich ist
Eine Insel mit Stromanschluss ist halt nur eine Halbinsel.
Egal, bau doch einfach. Ob mit oder ohne Akku, es ist ein ans Stromnetz angeschlossene Gerät (das Ladegerät bzw. der Wechselrichter) mit eigenem internen Sekundärnetz (ob das jetzt 208 oder 8V der Haustürklingel wären, egal).
Sind mehrere kW nötig, vielleicht gibt es 3ph IN FU, deren Ausgangsspannung einstellbar ist. Sonst die FU Eingangsspannung netzseitig mit drei 24V Trafos reduzieren.
Diese 500VA Trafos für 25€ scheinen zwei 12V Wicklungen zu haben. Drei davon reichen für 15kW Motorleistung. https://www.ebay.de/itm/143325321363
Egal, bau doch einfach. Ob mit oder ohne Akku, es ist ein ans Stromnetz
angeschlossene Gerät (das Ladegerät bzw. der Wechselrichter) mit eigenem
internen Sekundärnetz (ob das jetzt 208 oder 8V der Haustürklingel
wären, egal).
So sehe ich das auch!
Wer in Deutschland wegen so was drei Leute fragt hat am Ende vier Meinungen und drei vorsorgliche Verbote.
Solange Du kein eigenes Umspannwerk benötigst würde ich einfach anschließen und die sonstigen üblichen Regeln beachten. Fertig.
Mit Nachfragen dürfte ich meine Capbank (700VDC bei ca 100000μF) niemals einschalten weil Gefährlich und zuviel Energie für jegliche hier vorhandene Querschnitte...
Nicht mitgedacht?
Ziel ist es die Motorspannung hinter dem 3ph FU um 1/10-tel zu verringern. Dazu wird einfach die FU 50Hz Eingangsspannung um 1/10-tel abgesenkt.
Ein 500VA 24V Trafo kann etwa 21A sekundär. Die Sekundärwicklung gegenphasig mit L verschaltet bleiben von 230V noch 206V gegen N übrig.
Ohne den Trafo zu überlasten, kann man die 206V mit 21A belasten, ergibt 4,3kW, bei drei Phasen etwa 13kW. Meine 15kW waren nur eine grobe Schätzung.
Was soll da jetzt kompliziert sein??
An jeder alten Fanuc-Kiste ist hinten fetter Trafo dran, der 3x208V macht, für ne Maschine mit 20kW Spindelmotor wiegt der so geschätzt 150kg.
An so einen Trafo kann man vermutlich ne halbe Werkstatt ranhängen, wenn das nur kleinere Maschinen sind.
Das Problem ist nun, dass die meisten Maschinen für 3 Phasen 208V 60Hz
ausgelegt sind. Das sind dann Motoren für 120/208V in Sonderbauform, die
man nicht so einfach tauschen kann.
Nicht mitgedacht?
Ziel ist es die Motorspannung hinter dem 3ph FU um 1/10-tel zu
verringern. Dazu wird einfach die FU 50Hz Eingangsspannung um 1/10-tel
abgesenkt
Wenn du einen FU verwendest, um 60Hz statt 50Hz zu machen, kannst du ihn auch so parametrisieren, dass er 208 statt 400V liefert - vorausgesetzt der FU ist überhaupt als Inselnetzgenerator verwendbar und meckert nicht wegen ungleichmässiger Last rum.
Man nehme einen PV-Hybrid-Inverter für den US-Markt mit 3 Phasen und
einem Batteriespeicher.
Bei vielen Maschinen wird der Inverter beim Anlaufstrom in die Knie gehen. Kräftig überdimensioniert wird es teuer werden.
Ein Umrichter mit wählbarer Spannung und Frequenz wäre die bessere Alternative. Für viele Motore der Maschine ist damit auch ein Sanftanlauf möglich.
Solange Du keine PV-Anlage dran machst, wäre das ein normaler Verbraucher.
Weiß jemand wo das genau steht, dass eine Insel nur ohne öffentlichen
Stromanschluss möglich ist?
Diese Diskussion gab es letztes Jahr in einem Thread. Da ging es um eine Solaranlage auf einer Hütte im Garten und dortige unabhängige Stromversorgung.
Bei der Anmeldung würdest Du spätestens beim Wechselrichter rausfliegen, weil die 208V und 60Hz nicht akzeptiert würden.
Wenn der Wechselrichter über 11kW hat, dann wäre dieser Verbraucher auch beim Netzbetreiber zu melden, weil es eine Verbindung gibt.
Aber wenn die eine PV-Anlage hinbaut, die einen Akku lädt, dann könnte auch überlegt werden, ob man die nicht größer macht um Überschüsse ins Netz zu laden und dafür einen kleinen Einphasenwechselrichter anmeldet.
Der einzige richtige Rat, wäre den Netzbetreiber anzuschreiben und den Sachverhalt klar darzulegen. Am besten mit einer guten Skizze, die hier auch diskutiert werden könnte, damit diese auch dort verstanden wird. Es liegt dann beim Versorger und der Elektriker kann loslegen.
Wenn du einen FU verwendest, um 60Hz statt 50Hz zu machen, kannst du ihn
auch so parametrisieren, dass er 208 statt 400V liefert - vorausgesetzt
der FU ist überhaupt als Inselnetzgenerator verwendbar und meckert nicht
wegen ungleichmässiger Last rum.
Damit wäre ich, wenn außer Motoren noch andere Gerätschaften wie Netzteile und Steuerungen mitversorgt werden. Deren Schaltnetzteile "sehen" die 400V am Eingang und werden sterben!
Also wenn dann FU und nachgeschaltet einen entsprechend dimensionierten Spartrafo. Ggf mit großem zwischengeschaltetem Filter. Auch wenn der Spartrafo das meiste filtern wird.
DasRummeckern wegen unsymmetrischer Lässt lässt sich bei den meisten FUs deaktivieren.
Wenn die Motoren nicht ausdrücklich für FU Betrieb gewickelt sind würde ich von der Verwendung abraten. Dazu gibt es genug Fachbeiträge mit Hinweisen und Erklärungen.
Inselbetrieb mit fettem WR/Akku wäre möglich aber müßte wegen der Anlaufströme mehrfach überdimensioniert werden.
Dieselaggregat mit 208/60 aus USA/CAN mitbringen?
Ein rotierender Umformer wäre dafür wirklich „richtig“: robust, jederzeit verfügbar und netzkonform.
Zumindest nach dem Abzug der US Truppen gab es massenhaft gebrauchte zu günstigen Kursen. Auch heute noch bei der Verwertungsgesellschaft des Bundes weil viele Militärsysteme amerikanischen Ursprungs wegen der Verfügbarkeit von E-Teilen nie auf 50Hz umgestellt wurden. Die BW und Zulieferer nutzen die heute noch.
Wenn die Motoren nicht ausdrücklich für FU Betrieb gewickelt sind würde
ich von der Verwendung abraten.
Bei Verwendung von FU und Spartrafo spielt das keine Rolle.
Mir ist übrigens noch kein Motor wegen FU-Betrieb hops gegangen.
Auch bei uns im Betrieb noch nicht, obwohl auch da 40jährige Motoren mittels FU nachgerüstet wurden.
Das Problem mit den Lagerströmen betrifft hauptsäclich große Maschinen/Motoren jenseits der 50kW.
Das eigentliche Inselnetz ist ja in keiner Weise
mit dem öffentlichen Netz verbunden.
Klar ist es das.
Mittelbar oder unmittelbar ist die Formulierung.
Ein mittelbarer Anschluss ist bereits die pure Möglichkeit in eine erreichbare Verbindung herzustellen.
Deine Lösung wird aus dem Netz gespeist und mehr 'verbunden' geht ja garnicht.
M.E. aber alles zu kurz gedacht, denn dabei dreht es sich um Solaranlagen.
Du hingegen willst etwas vollkommen anderes, nämlich einen 'Netzwandler'.
Funktional würde ich das in Richtung Spannungswandler bzw. Netzteil einordnen und da gelten nur die anzuwendenen Grenzwerte für Netzrückwirkungen.
Das rein zufällig ein PV Umrichter verwendet wird spielt dabei keine Rolle.
Also würde ich da den Ball ganz flach halten und das nur wie ein 2KW Akkulader betrachten.
Die Idee mit dem PV-Wechselrichter und dem Akku ist jedenfalls Müll. Für kleine Leistungen okay... aber wenn er sagt er braucht einige kW, dann würde ich das lassen.
Was ich machen würde sind zwei Möglichkeiten:
Die eher professionelle Lösung
Wie bereits gesagt wurde, ein entsprechend leistungsfähiger Frequenzumrichter, der stellt das Netz entweder direkt wenn er sich entsprechend parametrisieren lässt, wenn nicht soll er 400V raushauen, die dann auf einen 400V/208V Trafo gehen.
Die ich-will-basteln-Lösung...
Es gibt große Online-USV-Anlagen, die funktionieren praktisch genauso und bei vielen großen für den internationalen Markt lassen sich die sekundärseitige Netzparameter einstellen. Viele davon können ein 208V/60Hz erzeugen, entweder dank der Doppelwandler-Technik aus einem 230V/50Hz-Netz (dafür kann ein 400V/230V-Trafo erforderlich werden), oder man müsste ihre Batterie entsprechend nachbilden, so daß sie sich darüber aus dem Netz versorgen lassen. USV in dieser Größe verwenden Batteriespannungen von 250..350V, die Ströme sollten beherrschbar sein.
Problem bei beiden Ansätzen ist, wenn die Maschinen z.B. beim Bremsen Strom ins Netz zurückspeisen wollen. CNC-Maschinen machen das gerne, die alten Schrottsteuerungen mit ihren Gleichstromantrieben und Bremswiderständen sollten so langsam ausgestorben sein. Wenn man sowas hinkriegen will, braucht man entweder eine sehr teure Profi-Lösungen eines Umrichters mit Vierquadrantenbetrieb oder wirklich einen rotierenden Synchron/Synchron-Umformer.
Problem bei beiden Ansätzen ist, wenn die Maschinen z.B. beim Bremsen
Strom ins Netz zurückspeisen wollen. CNC-Maschinen machen das gerne, die
alten Schrottsteuerungen mit ihren Gleichstromantrieben und
Bremswiderständen sollten so langsam ausgestorben sein.
Ein 500VA 24V Trafo kann etwa 21A sekundär. Die Sekundärwicklung
gegenphasig mit L verschaltet bleiben von 230V noch 206V gegen N übrig.
Ohne den Trafo zu überlasten, kann man die 206V mit 21A belasten, ergibt
4,3kW, bei drei Phasen etwa 13kW.
Falls die Maschinen wirklich 3phasen Motoren haben, dann sind das aber zwischen den Phasen 208V. Deine Spartrafo Lösung erzeugt aber 208V Phase gegen Sternpunkt.
