Frage an Elektronikspezialisten und -juristen :
Ich möchte die Netzfrequenz im lokalen Stromnetz mit einem
Mikrocontroller analysieren und aufzeichnen.
Aus Sicherheitsgründen wird eine galvanische Trennung der
Auswerteelektronik vom Netz bevorzugt.
Was für einen (Trenn)Transformator verwendet man bei den minimalen
benötigten Leistungen am sinnvollsten (und preisgünstigsten), um den
Sicherheitsregeln gerecht werden zu können ?
Ich habe für diesen Zweck ein paar Trafos mit 400V Primärwicklung
beschafft, weit weg von der Sättigung werden die nicht warm bei 230V.
Alternativ 2mA Stromwandler mit 2 Wicklungen und das ganze mit
Vorwiderstand so auf unter 2mA bei 230V braucht an 50 Ohm Bürde dann
eine kräftige Verstärkung zu Spannungsmessung. Wenn nur die Frequenz
reicht geht auch eine Schottky Brücke und ein Komperator.
MfG
Michael
Michael O. schrieb:> Ich habe für diesen Zweck ein paar Trafos mit 400V Primärwicklung> beschafft, weit weg von der Sättigung werden die nicht warm bei 230V.> Alternativ 2mA Stromwandler mit 2 Wicklungen und das ganze mit> Vorwiderstand so auf unter 2mA ...
Was denn noch?
Wenn das Ding die Netzfrequenz anzeigen ("analysieren und aufzeichnen")
soll, wird man es auch mit Netzspannung betreiben. Also einfach einen
Trafo mit der benötigten Spannung/Leistung und die Frequenz aus der
Sekundärspannung ableiten. Wie das geht, kann man sich leicht selber
überlegen. Oder man schaut mal, wie das netzsychronisierte Uhren aus dem
letzten Jahrtausend gemacht haben.
LMGTFY ... https://www.google.com/search?q=uhr+netzsynchron+schaltung
Einen Trafo für 400V kann man natürlich nehmen, da spart man nochmal
minimal Verluste. Dafür ist er schlecht beschaffbar.
Axel S. schrieb:> Einen Trafo für 400V kann man natürlich nehmen, da spart man nochmal> minimal Verluste. Dafür ist er schlecht beschaffbar.
Man kann einfach zwei kleine 1W Minitrafos für 230V primär und sekundär
in Reihe schalten, dadurch sinken die Leerlaufverluste DEUTLICH.
PC-Freak schrieb:> Stromwandler und / oder Optokoppler wären auch ein Weg.
Der TO hat(te)/zeigte aber keine KARTE. Irgendwohin zu deuten
verdient kaum die Bezeichnung "Weg".
(Und wieso überhaupt UND / oder? Zwei Iso-Barrieren?)
Rainer Zufall schrieb:> Ich möchte die Netzfrequenz im lokalen Stromnetz mit einem> Mikrocontroller analysieren und aufzeichnen.
Wirklich nur die Frequenz? Das könnte vieles vereinfachen. Evtl.
ist nicht mal ein Trafo nötig. Könnte nämlich auch mit X- oder Y-
Entstörkondensatoren gehen.
Oder man überträgt nur Pulse über eine Isolationsbarriere. Oder
sogar das fertig aufbereitete Ergebnis. (µC + Supply floatend.)
Oder, oder, oder.
Du solltest besser noch viel mehr dazu sagen:
Randbedingungen zeitlich (Messen/Prüfen wann und wie oft/lange),
elektrisch (haupts. Versorgungsmöglichkeiten und Eigenschaften
der bisher geplanten Teile).
Was ist dabei der genaue Zweck? Daraus ergäben sich auch ie
Genauigkeitsanforderungen.
Etc., "zu viel" gibt es nicht, zu wenig kommt leicht vor.
Dieter schrieb:> Oder faengt kapazitiv ueber die Luft gekoppelt den Netzbrumm ein.> Das> ist dann leerlaufverlustfrei, bzw. besser geht es nicht mehr.
Naja, wenn er wirklich analysieren will, dann stört vielleicht der ganze
restliche Dreck, den er damit noch zusätzlich aus der Luft einfängt.
Flitze Feuerzahn schrieb:> Du solltest besser noch viel mehr dazu sagen:>> Randbedingungen zeitlich (Messen/Prüfen wann und wie oft/lange),> elektrisch (haupts. Versorgungsmöglichkeiten und Eigenschaften> der bisher geplanten Teile).
Ich will die Netzfrequenz und die Amplitude der Netzspannung messen.
Bei der Netzfrequenz habe ich an einen gleitenden Durchschnitt über 50
Taktzyklen, also einen resultierenden Wert pro Sekunde gedacht.
Bei der Amplitude schwebt mir die explizite Erkennung und Messung von
Spikes (ev. anhand einer gewissen Schwellenspannung und bis zu einem
Maximalwert des ADC) sowie die Spannungsmessung mit einer Frequenz von
z.B. 5kHz vor.
ADC-Messung z.B. mit einem eigenen Mikroccontroller mit kontinuierlicher
Übertragung über UART an einen rasp pi, dort Speicherung der Messwerte
in einer Datei pro Stunde oder Tag.
Rainer Zufall schrieb:> Flitze Feuerzahn schrieb:>> Du solltest besser noch viel mehr dazu sagen:>> Ich will die Netzfrequenz und die Amplitude der Netzspannung messen.
Ach schau an. Eine neue Salamischeibe.
> Bei der Amplitude schwebt mir die explizite Erkennung und Messung von> Spikes (ev. anhand einer gewissen Schwellenspannung und bis zu einem> Maximalwert des ADC) sowie die Spannungsmessung mit einer Frequenz von> z.B. 5kHz vor.
Transienten werden von Trafos mal mehr, mal weniger gut unterdrückt. Auf
jeden Fall verfälscht. Wenn du die ernsthaft messen willst, wirst du
primärseitig messen und dann das digitale Signal isolieren müssen. Kommt
halt darauf an, was du wirklich vor hast.
Axel S. schrieb:> Ach schau an. Eine neue Salamischeibe.>
Ähhh, was war denn deiner Ansicht nach die vorige "Salamischeibe" ?
>> Transienten werden von Trafos mal mehr, mal weniger gut unterdrückt. Auf> jeden Fall verfälscht. Wenn du die ernsthaft messen willst, wirst du> primärseitig messen und dann das digitale Signal isolieren müssen. Kommt> halt darauf an, was du wirklich vor hast.
Eigentlich würde es mir reichen, zu sehen, ob da eine Störung drauf war
und vielelicht noch das Ausmass grob zu erkennen.
Das müsste sekundärseitig möglich sein.
Da muss nicht der genaue Wert von potentiell vielleicht sogar bis zu
mehreren tausend Volt genau gemessen werden.
Deshalb habe ich ja auch geschrieben "(ev. anhand einer gewissen
Schwellenspannung und bis zu einem Maximalwert des ADC)"
Das Netz bei mir ist sowieso mit einem Überspannungsschutzschalter
geschützt.
Rainer Zufall schrieb:> Bei der Netzfrequenz habe ich an einen gleitenden Durchschnitt über 50> Taktzyklen, also einen resultierenden Wert pro Sekunde gedacht.
Die Netzfrequenz zu messen macht eigentlich wenig Sinn, da diese in
unserem Verbundnetz auf wenige Promille genau konstant gehalten wird.
> Bei der Amplitude schwebt mir die explizite Erkennung und Messung von> Spikes (ev. anhand einer gewissen Schwellenspannung und bis zu einem> Maximalwert des ADC) sowie die Spannungsmessung mit einer Frequenz von> z.B. 5kHz vor.
Das ist schon etwas schwieriger, insbesondere wenn auch Hochfrequente
Sikes und der Gleichspannungsanteil gemessen werden soll. Da wäre m.E.
ein AD-Wandler direkt an der Netzspannung ideal. Dessen Ausgang kann
dann über Optokoppler getrennt an die Auswerteschaltung (µC) über-
tragen werden.
Ein zwischengeschalteter Trafo würde da zuviel der echten Störspan-
nungen rausfiltern (z.B. auch den Gleichspannungsanteil).
Harald W. schrieb:> Die Netzfrequenz zu messen macht eigentlich wenig Sinn, da diese in> unserem Verbundnetz auf wenige Promille genau konstant gehalten wird.
noch MEISTENS, NOCH !
Rainer Zufall schrieb:>> Die Netzfrequenz zu messen macht eigentlich wenig Sinn, da diese in>> unserem Verbundnetz auf wenige Promille genau konstant gehalten wird.>> noch MEISTENS, NOCH !
Ich glaube nicht, das man in Zukunft Verbundnetze aufgeben wird
und wieder jede Stadt/Dorf sein eigenes E-Werk haben wird.
Harald W. schrieb:> Ich glaube nicht, das man in Zukunft Verbundnetze aufgeben wird> und wieder jede Stadt/Dorf sein eigenes E-Werk haben wird.
ich auch nicht, und das habe ich auch nicht gesagt.
Anekdote am Rande :
Als ich früher eine Zeit lang in Berlin war, habe ich erlebt, wie die
netzsynchronisierten öffentlichen Uhren über den gesamten angezeigten
12-Stunden Zeitraum völlig unvorhersagbar falsch gingen.
Da ging es nicht um Sekunden oder Minuten, sondern um bis zu viele
Stunden, was dazu führte, dass die anzeigte Zeit komplett unzuverlässig
war.
Harald W. schrieb:> Die Netzfrequenz zu messen macht eigentlich wenig Sinn, da diese in> unserem Verbundnetz auf wenige Promille genau konstant gehalten wird.
Aber nur im Mittel. Es kann also schon sinnvoll sein, die Netzfrequenz
zu messen. Ob das was der TE vorhat, darunter fällt ist schwer zu sagen.
Aber tendentiell glaube ich, daß sein "Projekt" Unsinn ist, mit dem er
uns völlig zu Unrecht belästigt. Er war es wohl schlicht leid, seine
Hirngespinste nur mit sich selber zu besprechen. Aber es war Wochenende
und mir war selber langweilig ...
Rainer Zufall schrieb:> Anekdote am Rande :> Als ich früher eine Zeit lang in Berlin war, habe ich erlebt, wie die> netzsynchronisierten öffentlichen Uhren über den gesamten angezeigten> 12-Stunden Zeitraum völlig unvorhersagbar falsch gingen.> Da ging es nicht um Sekunden oder Minuten, sondern um bis zu viele> Stunden, was dazu führte, dass die anzeigte Zeit komplett unzuverlässig> war.
Da hattest du aber den Zeitbezug in Berlin aus anderen Gründen verloren.
Rainer Zufall schrieb:> Als ich früher eine Zeit lang in Berlin war, habe ich erlebt, wie die> netzsynchronisierten öffentlichen Uhren über den gesamten angezeigten> 12-Stunden Zeitraum völlig unvorhersagbar falsch gingen.> Da ging es nicht um Sekunden oder Minuten, sondern um bis zu viele> Stunden, was dazu führte, dass die anzeigte Zeit komplett unzuverlässig> war.
Und wann war das bitte? Westberlin war früher nicht mit dem
Verbundnetz in Deutschland verbunden. Deshalb waren die Schwan-
kungen dort etwas grösser, aber auch nicht grösser als im ein-
stelligen Prozentbereich.
Rainer Zufall schrieb:> Ähhh, was war denn deiner Ansicht nach die vorige "Salamischeibe" ?
Salamischeibe 1: ich will die Frequenz analysieren
Salamischeibe 2: ach ja, die Amplitude natürlich auch
Schreib doch gleich dass du ein Netzanalysator bauen willst!
Schau mal bei Janitza, die haben sowas und sich schon mal Gedanken
gemacht. Dort kann man Abschauen und dann hier sagen was davon man haben
will...
Hi,
Harald W. schrieb:> Rainer Zufall schrieb:
[...]
>> wie die netzsynchronisierten öffentlichen Uhren über den gesamten>> angezeigten 12-Stunden Zeitraum völlig unvorhersagbar falsch gingen.
[...]
> Und wann war das bitte? Westberlin war früher nicht mit dem> Verbundnetz in Deutschland verbunden. Deshalb waren die Schwan-> kungen dort etwas grösser, aber auch nicht grösser als im ein-> stelligen Prozentbereich.
Ich kann zwar zu der Zeit der oben genannten Erfahrung oder der
damaligen Situation in Berlin (egal ob Ost oder West) keine Angaben
machen, aber:
Wenn ich so an meine Kindheit/Jugend (80er & 90er) zurückdenke, dann
fällt mir ein das wir damals, zumindest bei uns im Ort (Ortsteil mit 12k
Einwohnern eines damals um 25k EW Städtchens im Münsterland) kurze
Ausfälle (ein paar Minuten bis 1-2 Std.) der Stromversorgung im kleinen
und kleinsten Umkreis (Einzugsbereich eines einzelnen 10kV->400V/230V
Trafos bis hin zum Einzugsbereich der Orts-Umspannstation) doch etwas
häufiger hatten als heute. Jetzt nicht extrem, vielleicht so im Schnitt
1x bis maximal 2x im Jahr mal kurz Strom weg,(technischer Defekt,
Blitzeinschlag, Baggerarbeiten)aber zumindest so häufig das es auch als
Kind kein Aufreger war.
Wenn man dann in einem solchen Bereich eine rein netzsynchrone Uhr ohne
Backup hatte, dann war natürlich ein NAchstellen nötig, was bei
öffentlichen Uhren bekanntermaßen auch damals etwas dauern konnte.
Und wenn es in Berlin damals auch nur 1/10 so extrem war wie heute, dann
wäre das schon ein recht plausible Erklärung für sehr viele Blödsinn
anzeigende Uhren...
Heute sind diese kleinflächigen Stromausfälle bei uns dagegen sehr
selten geworden. Ich bin 2009 mit meiner Freundin zusammengezogen und
seit diesem Umzug kann ich mich nur an ein einziges Mal erinnern wo beim
Heimkommen der Radiowecker mit 0:00 blinkte.
Genaugenommen kann ich mich nicht an einen einzigen über 1-2 Sekunden
hinausgehenden Ausfall (Bei Gewitter) erinnern den ich nach den
Münsterländer Schneespielen von 2005 hier noch erlebt habe.
(Beim Schneechaos hatten wir 2Tage keinen Strom, danach noch etwa 2 Tage
teilweise Stromabschaltung am Tag -für Arbeiten an den
Hochspannungsleitungen-, aber zumindest mit mehrerer Stunden laufender
Heizung und Licht am Abend. Wenn man da nicht gerade nur einen
Durchlauferhitzer für warmes Duschwasser hatte war das dann schon
auszuhalten)
ISt schon Interessant. Die unteren Ebenen des reinen Versorgungsnetzes
scheinen erheblich zuverlässiger geworden sein (solidere Technik,
bessere Steuerung, engere Vermaschung und hier auch viel weniger
Freileitungen auf der Mittel- und Niederspannungsebene) was die kleinen
Stromausfälle erheblich reduziert hat, Dafür ist die Anfälligkeit für
großflächige Blackouts mit erheblichen Komplikationen so groß wie in den
letzten 50 Jahren nicht mehr.
Gruß
Carsten
Rainer Zufall schrieb:> Ich möchte die Netzfrequenz im lokalen Stromnetz mit einem> Mikrocontroller analysieren und aufzeichnen.
Das war der Ausgangszustand bzw. die Frage!
Rainer Zufall schrieb:> Ich will die Netzfrequenz und die Amplitude der Netzspannung messen.
Warum nicht gleich so?
Natürlich giltst Du damit als Salamitaktiker!