Hi.
Bei uns auf der Arbeit sind Schaltanlagen, in denen vor der
Stromversorgung der Steuerung ein Steuertrafo sitzt.
Und zwar ein Trafo 230V -> 230V
Die 0V Ausgangsklemme ist fest mit der Gehäusemasse verbunden, und somit
geerdet.
Es erfolgt also keine Spannungsumsetzung, und auch keine
Potentialtrennung. Ausgangsseitig ist also wieder eine erdbezogene 230V
Wechselspannung (geerdeter Null-Leiter) vorhanden.
Die Eingangsspannung der Anlagen ist generell 3 Phasen+N+PE, TN-S Netz.
Warum wird aber dann der Trafo eingebaut? Wenn man direkt vom Netz
abgreifen würde, hätte man genau die gleiche Spannung, und zwar auch mit
Erdbezug.
(1) Die Polarität des Eingangs ist uninteressant.
(2) Die Spannung ist immer auf das lokale Erdpotential bezogen (falls
der Neutralleiter der Speisung einmal etwas wegdriftet).
(3) Der Trafo bietet eine gewissen Schutz gegen Bursts.
Kurzschluss-Strom Begrenzung und Spannungsspitzen abfedern würde aber
auch mit einer einfachen Drossel und EMV Filter funktionieren, meiner
Meinung nach.
Die Anlagen haben aber alle pauschal so einen Steuertrafo eingebaut.
So ein Trafo kostet ja Geld. Eine Firma wird kein Geld verbauchen wenn
es nicht unbedingt sein muss. Also gehe ich davon aus, dass man sich was
dabei gedacht hat.
Aber was?
Achim Hensel schrieb:> (1) Die Polarität des Eingangs ist uninteressant.
Das stimmt, aber da sie fest angeschlossen sind, sollte das garnicht
auftreten.
> (2) Die Spannung ist immer auf das lokale Erdpotential bezogen (falls> der Neutralleiter der Speisung einmal etwas wegdriftet).
Wenn eine Sternpunktverschiebung auftritt, wegen Neutralleiterfehler,
wird die fehlerhafte Spannung aber auch auf die Steuerseite
transformiert, es ist ja ein 1:1 Trafo.
Einzigster Vorteil wäre, dass die Sekundärspannung bzw der Sekundär-N
immer noch den Bezug zur Gehäuseerde hat.
> (3) Der Trafo bietet eine gewissen Schutz gegen Bursts.
Ja, aber Drossel/EMV Filter würde da ja auch helfen.
Ein Überpsannungsableiter ist übrigens auch standardmäßig mit eingebaut,
also ist diese Absicherung eigentlich schon vorhanden.
Flip schrieb:> umklemmbar auf 400V?
Ja, aber wird nie gemacht.
Die nutzen noch nicht mal die +/- 5% / 10% Anpassungsklemmen, obwohl in
der Firma 240V Netzspannung ist.
(230 Nennspannung, real aber 240 V Netzspannung, damit sie geringfügig
mehr Leistung über das Niederspannungsnetz zur Verfügung haben. An der
20kV Umspannanlage ist auf 240 V Ausgangsspannung eingestellt.)
Wird alles auf 1:1 Transformation verklemmt.
Manchmal ist es logistisch einfacher, nur mit einem Standard-Setup zu
arbeiten, als immer speziell ein angepasstes Setup zu erstellen, zu
dokumentieren und zu warten (und für Ersatzzwecke als Ersatzteil auf
Lager zu haben).
Ich glaube, wenn da ein paarmal die Steuerungsanlage abgeraucht oder
fehlerhaft war, weil zwischne Neutral und PE unerwarteterweise doch
einige zig Volt auftraten, oder jemand den Schuko verkehrt herum
eingesteckt hat, gibt mal lieber ein paar Euro mehr aus.
Es ist ja so, dass noch nicht mal die Meister und Techniker mir eine
Erklärung liefern können, sondern einfach sagen, das Ingenieurbüro hat
dass so geplant, also bauen wir das so.
Aber ich gebe mich damit nicht zufrieden, ich möchte die technischen
Hintergründe erfahren, und warum man nicht einfacherer/billigere
Lösungen genommen hat.
Achim Hensel schrieb:> Manchmal ist es logistisch einfacher, nur mit einem Standard-Setup zu> arbeiten, als immer speziell ein angepasstes Setup zu erstellen, zu> dokumentieren und zu warten (und für Ersatzzwecke als Ersatzteil auf> Lager zu haben).>> Ich glaube, wenn da ein paarmal die Steuerungsanlage abgeraucht oder> fehlerhaft war, weil zwischne Neutral und PE unerwarteterweise doch> einige zig Volt auftraten, oder jemand den Schuko verkehrt herum> eingesteckt hat, gibt mal lieber ein paar Euro mehr aus.
Ja, allerdings ist das alles Sonderanfertigung, in manueller Herstellung
für die Firma, und fest angeschlossen.
Nix was in Serie gebaut wurde, wo man dann eben den Trafo damit erklären
könnte, dass man für alle Anschlussfälle gewappnet sein will, oder dass
er eben standardmäßig vorhanden ist.
Elias schrieb:> Aber ich gebe mich damit nicht zufrieden, ich möchte die technischen> Hintergründe erfahren, und warum man nicht einfacherer/billigere> Lösungen genommen hat.
hier habt es doch gekauft. Wenn das macht was ihr wollt ist doch alles
ok.
Wenn ihr weniger ausgeben wollt, hättet ihr ein anderes Produkt wählen
müssen.
Naja ich musste es ja nicht bezahlen, bei einer Anlage mit dem wert
kommt es auf ein paar hunderter mehr oder weniger für einen Trafo auch
nicht an, und die Anlagen machen ja was sie sollen.
Die Projektleitung sich jedenfalls komplett auf das Ingenieurbüro
berufen und wir haben genau die Teile gekauft die auf der Liste waren
und alles 1:1 aufgebaut, ohne auch nur die geringste Anpassung. (also
noch nicht mal die +/- 5 % Klemmen zu nutzen)
Aber über den technischen Hintergrund grübel ich eben. Das weiß in der
Firma irgendwie auch gar keiner. Selbst die Projektleitung nicht.
Der Steuerstromkreis elektrischer Maschinen wird auf der Sekundärseite
(Trafo, Netzteil, etc.) gerne geerdet oder mit einer
Isolationsüberwachung ausgerüstet (ersteres ist billiger).
Grund ist eine Anforderung aus der Norm EN 60204-1, Kap. 9.4
"Steuerfunktionen im Fehlerfall".
In 9.4.3.1 "Erdschlüsse" des Steuerstromkreises werden 3 Methoden (das
sind nicht alle) -mit Bild- beschrieben um eine Gefährdung wie z. B.:
- unbeabsichtigter Anlauf
- gefahrbringende Bewegung
- unterbinden der Stillsetzung der Maschine
zu verhindern.
Dort wird das Thema auch diskutiert:
Beitrag "24V= mit PE verbunden?"
Um einer kommenden Frage vorzubeugen, eine Steuerspannung muß nicht
24VDC sein, sie darf nur 277V nicht überschreiten.
Hallo!
DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1)
9.1.1 Versorgung von Steuerstromkreisen
"Wo Steuerstromkreise von einer Wechselstromquelle gespeist werden,
müssen Steuertransformatoren für die Versorgung der Steuerkreise
verwendet werden. Solche Transformatoren müssen getrennte Wicklungen
haben."
Nein, hat die Maschine Wechselstromsteuerkreise muß ein (oder mehrere)
Steurtransformator verwendet werden, wenn entsprechend dieser Norm und
diesem Abschnitt konstruiert wird.
Dafür braucht man ihn.
@schöne Straße, was willst Du mit den getrennten Wicklungen sagen?
b35 schrieb:> @schöne Straße, was willst Du mit den getrennten Wicklungen sagen?
Dies hier: Das die Trafos mit sogenannter Sparwicklung nicht zulässig
sind.
Sofern man sich an die Ausführugnsnorm hält.
Ein Spartrafo ist wohl wg. der Potentialtrennung nicht zulässig.
Die Pflicht zum Erden der Sekundärseite kam dann wohl später. Nun weiss
keiner mehr was der Absatz der Norm soll, deswegen wird das auch nicht
mehr geändert.
xxx
Georg H. schrieb:> Ein Spartrafo ist wohl wg. der Potentialtrennung nicht zulässig.
So ist es. Insbesondere wenn man historisc hschaut, wie "lax" der N in
weitläufigen Industireanlagen war (und tw. ist).
> Die Pflicht zum Erden der Sekundärseite kam dann wohl später.
Kommt aus: Eine einseitig geerdete Sekundärwicklung macht halt mit wenig
Aufwand (d.h. ohne Einsatz von Iso-Wächter, RCD, etc) einen Isofehler im
Trafo absicherbar.
> Nun weiss> keiner mehr was der Absatz der Norm soll, deswegen wird das auch nicht> mehr geändert.
Nun, diese Ausführung von H. Hörmann im Web fand ich recht gut als
Erklärung, möglicherweise auch für andere Leser interessant, daher
quote ich mal:
**************** quote de 07 2005 ***
Der ursprüngliche Sinn für die Forderung nach einem
Steuerspannungstransformator hat sich aus folgenden Konfigurationen
ergeben.
Früher beschränkte Verwendung des N
Frühere Ausgaben der DIN EN 60204-1 (VDE 0113 Teil 1) erlaubten die
Verwendung des Neutralleiters nicht oder nur mit Zustimmung des
Betreibers der Maschinenausrüstung. Ohne Neutralleiter ließ sich aber
die übliche Steuerspannung 220 VAC bzw. die heute übliche Spannung 230
VAC nur mit Hilfe eines Steuertransformators realisieren.
Früher waren Schaltkontakte geringer balastbar
Der zweite Grund ergab sich in früheren Zeiten durch die relativ geringe
zulässige Kurzschlussbeanspruchung der Schaltkontakte in den
Steuerstromkreisen – welche weit unter den heute zulässigen Werten
lagen. Durch den Steuertransformator konnte man die Beanspruchung
wesentlich reduzieren.
Spezielle Forderungen für ungeerdeten Betrieb
Ein weiterer Grund ergab sich dadurch, dass man im Steuerstromkreis
üblicherweise einen Außenleiter auf der Sekundärseite mit
Erde/Schutzleiter verbunden hat – was auch heute noch zutrifft. Beim
Auftreten eines Fehlers (Erd- oder Körperschluss) schaltete eine
Schutzeinrichtung den Fehler ab. Aufgrund dieser notwendigen Abschaltung
hatte man die Idee, die Verbindung zum Schutzleiter/ zur Erde
vorübergehend aufzuheben, um die laufende Produktion beenden zu können.
Daher war auch immer gefordert, dass es eine lösbare Verbindung sein
muss. Außerdem sollte es auch dem Anwender überlassen sein, ob er von
Anfang an den Steuerstromkreis ungeerdet betreibt. So hatte er die
Chance, bei einem ersten Fehler die Abschaltung zu vermeiden –
insbesondere bei problematischen Werkstücken.
Für diesen ungeerdeteten Betrieb musste der Anwender unabhängig von der
Höhe der Steuerspannung eine Isolationsüberwachung vorsehen.
Neutralleiter und Ausschaltvermögen gelten heute nicht mehr als
entscheidende Argumente
Unter heutigen Gesichtspunkten treffen die zuvor genannte Argumente nur
noch bedingt zu. Die Verwendung des Neutralleiters ist nicht mehr
verboten, somit ließe sich die Steuerspannung auch zwischen Außenleiter
und Neutralleiter abnehmen.
Die Reduzierung der Kurzschlussleistung ist eher ein Nachteil, da
aufgrund der höheren Impedanz nur ein geringerer Abschaltstrom zum
Fließen kommen kann. Außerdem verfügen die Schaltglieder meist über ein
höheres Kurzschluss-Ausschaltvermögen und es ergibt sich auch eine
verbesserte Zuordnung von Schutzeinrichtungen für den Schutz bei
Kurzschluss.
Steuertransformator auch heute in der Regel vorgeschrieben
Auch der dritte Punkt ist kaum noch von Bedeutung, da die
Kabel-/Leiterisolierungen wesentlich bessere Eigenschaften aufweisen und
somit Erd- oder Körperschlüsse weit weniger auftreten. Aber auch das
Einfügen einer Isolationsüberwachungseinrichtung wurde in den meisten
Fällen übersehen, sodass man grundsätzlich den Betrieb mit einem
geerdeten Außenleiter bevorzugt. Dies fordert auch der Abs 9.4.3.1 der
DIN EN 60204-1 (VDE 0113 Teil 1). Nur in Ausnahmefällen – dann aber von
vornherein – sieht diese Norm den ungeerdeten Betrieb mit
Isolationsüberwachung vor.
Ein Steuertransformator hat natürlich noch andere Vorteile, z.B.
Spannungsanpassung für lange Leitungen. Ungeachtet dessen, ob ein
Steuertransformator Sinn macht oder nicht, ist im Abs. 9.1.1 ein solcher
Steuertransformator fast immer zwingend vorgeschrieben, ausgenommen sind
einzelne Motoranlasser mit höchstens zwei Steuergeräten.
Abweichung von denVDE-Bestimmungen?
Natürlich kann im Einvernehmen mit dem Betreiber in Eigenverantwortung
von den VDE-Bestimmungen abgewichen werden, wenn die gleiche Sicherheit
auf andere Weise erbracht wird. Durch den damit verbundenen Verlust der
»Vermutungswirkung« müssen Sie im Falle eines Falles den Nachweis
erbringen, dass der fehlende Steuertransformator nicht die Ursache für
die aufgetretene Gefährdung ist.
Allerdings kann ich mir persönlich kaum vorstellen, dass ein nicht
vorhandener Steuertransformator zu einer erhöhten Gefährdung führen
würde.
W. Hörmann
************* quote ende ****
Georg H. schrieb:> Die Pflicht zum Erden der Sekundärseite kam dann wohl später. Nun weiss> keiner mehr was der Absatz der Norm soll, deswegen wird das auch nicht> mehr geändert.
Normen werden von Industrievertretern gemacht. Das Abendessen hat der
Trafohersteller bezahlt, also muss ein Trafo rein. Jeder vertritt in
diesen Gremien erstmal seine Interessen. Oder was glaubst Du, warum die
Elektriker jedes Jahr dickere Leitungen und andere Sicherungs-Nennwerte
verbauen dürfen?
Für das Wohl und den Nutzen an der Gesellschaft sind die Politiker in
Berlin und Brüssel zuständig. Die sind objektiv und unparteiisch ;-)
soul eye schrieb:> Für das Wohl und den Nutzen an der Gesellschaft sind die Politiker in> Berlin und Brüssel zuständig. Die sind objektiv und unparteiisch ;-)
Entnehme ich da Gesellschaftskritik?
Du siehst das falsch. Mann kann doch nicht an der Institution der
Normungsbehörden zweifeln. Das grenzt doch an Insubordination.
Schließlich hat man von den höheren Positionen in Berlin/Brüssel doch
den besseren Überblick auf das große Ganze!
xxx
@ Andrew: Von Sparwicklung hatte bisher doch keiner gesprochen. Ich muss
aber nicht alles verstehen wollen.
Es werden noch weitere Vorteile von Steuertransformatoren genannt:
- eine einheitliche Steuerspannung und entsprechende Steuerbauteile sind
möglich, unabhängig von Speisespannung und Netzart. Daher hohe
Zuverlässigkeit durch "bewährte" Komponenten.
- Sek. Kurzschluss Strom ist kleiner
- Vorteile bei Spannungs- und Isolationsprüfungen
- Neben dem geerdeten ist auch ungeerdeter Betrieb möglich (Trennung und
Umschaltung auf Isowächter ==> Verfügbarkeit, Fehlerbehebung)
- Kleinere sek. Überspannungkategorie
- Flicker auf der sek. Seite kleiner
