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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wie funktioniert Netzeinspeisung?


Autor: Frank (Gast)
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Hallo,

mich würde mal interssieren, wie das mit der Netzeinspeisung z.B. aus 
Solar- oder Windkraftanlagen technisch genau funktioniert. Klar ist mir, 
dass es genau synchron zu den drei Phasen passiert - daher vermutlich 
auch die Bezeichnung "netzgeführte" Wechselrichter.

Was mir aber ein Rätsel ist, ist die Tatsache, dass die eingespeiste 
Spannung ja größer sein müsste als die Netzspannung, damit auch ein 
Strom in die richtige Richtung fließt.

Um wieviel größer eigentlich? Und wenn viele einspeisen, schaukeln die 
sich dann gegenseitig auf, d.h. es speist der ein, der die höchste 
Spannung erzeugen kann? Scheint mir unwahrscheinlich. Ich bitte um 
Aufklärung ...

Frank

: Gesperrt durch User
Autor: Andreas K. (derandi)
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Schon mal zwei Netzteile parallel betrieben? Wenn bei einem die Spannung 
auch nur ein klein wenig unter dem des anderen Netzteils liegt fließt 
Strom von einem NT ins andere.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Was mir aber ein Rätsel ist, ist die Tatsache, dass die eingespeiste
> Spannung ja größer sein müsste als die Netzspannung, damit auch ein
> Strom in die richtige Richtung fließt.
Und oft ist die Netzwechselspannung recht klein:
im Nulldurchgang (100mal pro Sekunde) sind es sogar nur 0V   :-o

Autor: oho (Gast)
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Ja, die einspeisende spannung ist phasenstarr, etwas groesser als das 
Netz selbst. Die Spannung wird so geregelt, dass man die Leistung ins 
Netz kriegt.

Autor: Sachich Nich (dude) Benutzerseite
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Prinzipiell muesste man doch nur die Phase der erzeugten Wechselspannung 
etwas verdrehen, sodass die eigenen Phase etwas frueher ist als die des 
Netzes. Damit ist man immer ein paar Volt drueber ueberm Netz und speist 
ein. Das Netz selber ist aber so gross, dass es davon voellig 
unbeindruckt bleibt und seine Spannung nicht erhoeht, sodass auch andere 
einspeisen koennen. Verzeiht meine laienhafte Ausdrucksweise :>

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Prinzipiell muesste man doch nur die Phase der erzeugten Wechselspannung
> etwas verdrehen, sodass die eigenen Phase etwas frueher ist als die des
> Netzes. Damit ist man immer ein paar Volt drueber ueberm Netz und speist
> ein.
Das gilt nur für den ersten und dritten Quadranten :-/
Im 2. und 4. Quadranten würdest du dann genau diese Enegie wieder 
entnehmen. So machen das z.B. Spulen und Kondensatoren.

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Vergiss es. Das "Netz" ist bedingt durch die enorme Menge an leistungs-
starken Generatoren in den Kraftwerkelchen extrem starr. Wenn Du Dich 
dort
mit einem eigenen Generator dranhängst, wird das Netz immer Deinen 
Generator "mitzerren". Dafür gibt es sog. "Ulüs" (Unterbrechungslose
Lastübernahmeschaltungen) Wenn Du den eigenen Generator irgendwann, d.h.
nicht im Nulldurchgang des Netzes zuschaltest, macht es Wumm
(mit Doppel "M") ;-)

MfG Paul

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Mein Artikel war für "Sachichnich" (Dude) bestimmt.

MfG Paul

Autor: Sachich Nich (dude) Benutzerseite
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Danke an den Forenpoet :)

Autor: Gast (Gast)
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..ich war schonmal live dabei, als ein 5MW-Generator eines 
Wasserkraftwerks durch einen Fehler der Synchronisation zugeschaltet 
wurde. Die Erde hat wahrlich gebebt und das Getriebe zum Generator hat 
es zerrissen. Hat sogar einen schwerverletzen gegeben, weil er direkt 
neben dem Getriebe stand.. :-/

Das war alles andere, als lustig.. :-(

(das ganze ist nun gut 15-20 Jahre her..)

Autor: Christoph S. (mixer) Benutzerseite
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Der Einschaltpunkt ist wirklich interessant - da muss Phasenlage, 
Frequenz, Drehsinn usw. alles passen - ansonnsten kommt dir bei nem 
1000kVA-Aggregat flüssiges Kupfer entgegen!! (Hats bei meiner Ex-Firma 
auch schon gegeben)

Die Generatorspannung ist mit der Netzspannung gleich, wenn der 
Generator mit dem Netz verbunden ist. Das Netz bleibt auch immer starr 
wegen seiner Größe (wie oben schon beschrieben)

Hab auch schon mal mit nem kleinen Generator als Laborversuch in s Netz 
eingespeist.

Zuerst den Generator auf Nennfrequenz bringen, dann die Phasen gleich 
laufen lassen und dann zuschalten. Dann fliest noch (fast) kein Strom 
und der Generator dreht sich "im Leerlauf" - wird nun Energie in den 
Generator gesteckt, so fliest ein Strom vom Generator ins Netz. Dabei 
kann der Generator aber nie eine höhere Spannung oder eine andere 
Frequenz wie das Netz haben.

MFG Mixer

P.S. hoffe das ist etwas verständlich!

Autor: oho (Gast)
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>Dabei kann der Generator aber nie eine höhere Spannung ...

ist eine Frage wie weich oder hart das Netz ist. Klar, dass es neben 
einer Hochspannungsleitung hart ist, aber in einem Bauernhof draussen, 
nach ein paar km Leitung sieht das anders aus. Man definiert daher eine 
Netzimpedanz, die sollte minimal klein sein, muss es aber nicht.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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oho schrieb:
> aber in einem Bauernhof draussen,
> nach ein paar km Leitung sieht das anders aus.

Ja, ich kenne da jemanden der speist mit glaube ich mit um die 270V mit 
seiner Photovoltaikanlage ins Netz ein. Der Bauernhof ist aber auch ein 
paar km außerhalb der Ortschaft.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Habe auch gerade mal drüber nachgedacht und bin zu dem Schluss gekommen
das man eigentlich erstmal prüfen muss ob denn das Netz überhaupt noch
da ist, bevor man was einspeist. Macht man das nach dem Nulldurchgang??
Oder wie ist das?

MFG Uwe

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Uwe schrieb:

> das man eigentlich erstmal prüfen muss ob denn das Netz überhaupt noch
> da ist, bevor man was einspeist. Macht man das nach dem Nulldurchgang??
> Oder wie ist das?

Wo hast Du einen Nulldurchgang, wenn kein Netz da ist?

Wobei das schon eine interessante Frage ist: Man speist da schoen 
gemuetlich ein, dann ist Stromausfall, aber der Generator laeuft weiter, 
wird dabei aber asynchron zum nicht vorhandenen Netz. Dann kommt das 
Netz wieder...

Autor: Christoph S. (mixer) Benutzerseite
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Uwe schrieb:
> Hi!
> Habe auch gerade mal drüber nachgedacht und bin zu dem Schluss gekommen
> das man eigentlich erstmal prüfen muss ob denn das Netz überhaupt noch
> da ist, bevor man was einspeist. Macht man das nach dem Nulldurchgang??
> Oder wie ist das?
>
> MFG Uwe

PV-Wechselrichter speisen nur ein wenn ein Netz vorhanden ist (weis aber 
nicht genau wie man das macht)

Bei nem kleinen Generator merkst du wenn das Netz weg ist - dann kann 
sich nämlich die Frequenz leicht verändern (such doch mal nach 
"Inselbetrieb")

Schaltet man das Netz absichtlich ab muss man zuvor mit dem Generator 
Last übernehmen - sonnst stirbt der Dieselmotor vom Aggregat ab wenn das 
netz weg ist.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
@Olli R.
>Wo hast Du einen Nulldurchgang, wenn kein Netz da ist?
Der Nulldurchgang ist immer da, nur bei Netzausfall steigt dann die 
Spannung nicht mehr an. Man könnte ja zb. ab 10V Netz
erneut Strom abgeben???
@Mixer
>Bei nem kleinen Generator merkst du wenn das Netz weg ist - dann kann
>sich nämlich die Frequenz leicht verändern (such doch mal nach
>"Inselbetrieb")
Inselbetrieb ist ja auch was ganz anderes. Achso du meinst dann läuft 
die Freq. weg. Hm ok, kann man das sauber auswerten?
Ein kleiner Generator dürfte übrigens ganz einfach wegbrechen, aber was 
ist mit den fetten Dingern die über Umrichter laufen(fette 
Windkraftanlage)

Autor: pfft. (Gast)
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Das Abschalten eines netzgefuehrten Wechselrichters ist eine wichtige 
Geschichte. Zum Einen, wenn der Elektriker die sicherung herausdreht 
muss er sich darauf verlassen koennen, dass nichts mehr kommt, zum 
anderen wird's knallen wenn das Netz wieder kommt.
Es gab da mal Standardisierungsbemuehungen, da weiss ich nicht wo die 
nun sind. Eine Moeglichkeit, ist zB den Wechselrichter selbst schneller 
laufen zu lassen, zb 50.5Hz, welches dann unter Synchronisation 
langsamer wird. Dann kann man Netsausfall erkennen, wenn die Frequenz 
wieder 50.5Hz wird. Nein, die Leistung kann man nicht als Kriterium 
nehmen. Bei passenden Verbrauchern am Netz merkt der Wechselrichter 
nicht dass er alleine ist. Es gibt auch andere Ansaetze die 
funktionieren sollten.

Autor: Thilo M. (Gast)
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>Inselbetrieb ist ja auch was ganz anderes.

Genau, beim Inselbetrieb ist der Generator/Wechselrichter die führende 
Einheit.

Das Gegenstück dazu nennt sich Netz-parallelbetrieb.
Über den cos-phi (leicht voreilende Phase) wird die Blindleistung 
eingestellt, über die Spannung (Amplitude) die Wirkleistung.
Beides kann negativ werden (eingespeiste Spannung kleiner Netzspannung, 
cos-phi Richtung Rückleistung kleiner 1), dann wirkt der Generator als 
Motor.

Autor: ... (Gast)
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Christoph S. schrieb:
> Dabei kann der Generator aber nie eine höhere Spannung ... wie das
> Netz haben.

... als ...

Autor: xy (Gast)
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wuerde mit einer logikschaltung den generator aus und einschalten am 
nulldurchgang. ab 3v wird die logik 1 und schaltet ein unter 2v 0 aus.
man koente am nuldurchgang auch verstaerken so das 3mv 3v werden etc... 
noch praeziser. ohne netz schalter der generaTOR ERST GARNICHT AUFS 
NETZ. wuerde ich redundant machen.
JE NACH SINUSWERT KANN MAN DANN DEN GENERATOR HOCHSCHALTEN. zb. immr 2 
volt druebergetriggert... viel spass

Autor: Stefan Helmert (Firma: dm2sh) (stefan_helmert)
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Ich denke, wenn man es ordentlich machen will, dann muss der 
Wechselrichter eine komplexe Strom-Spannungs-Kennlinie eingespeichert 
haben. Im Inselbetrieb liefert er Wechselspannung einer bestimmten 
Frequenz, bis zum Grenzstrom. Er simuliert einen Innenwiderstand (200 
mOhm), um eine gewisse Regelstabilität zu haben.

Kommt das Netz plötzlich wieder, ist der Wechselrichter einfach 
Stromquelle, denn er geht in Strombegrenzung. Er liefert einen 
Wechselstrom mit einer Frequenz, die nicht synchron zum Netz ist. Es 
wird daher keine Wirkleistung umgesetzt.

Der Fuzzy-Control-Algorithmus erkennt die Schwebung und passt die 
Frequenz und die Regelkennlinie so an, dass der Wechselrichter einrastet 
und Energie stabil einspeist.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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Threadleichen-Ausbuddler!

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