Forum: Haus & Smart Home Verlustleistung Stromleitung 1phasig / 3phasig


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von Heinz R. (heijz)


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Wir hatten hier eine Diskussion bezüglich dem Verlust / Erwärmung einer 
Leitung 1phasig vs 3phasig
(Es ging um Ladestationen / Wallbox)

Meine Behauptung (Beispiel 10m Leitungslänge):

Ziehe ich z.B. 3 kW einphasig - L1 und N sind durchflossen, somit fällt 
an 20m Leistung ab

Ziehe ich 9kW 3phasig - der N wird quasi nicht mehr benutzt, somit in 
Summe 30m Leitungslänge
Der Verlust ist nicht 3 x so hoch, sondern nur Faktor 1,5?

Liege ich richtig?

von Reinhard S. (rezz)


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Heinz R. schrieb:
> Liege ich richtig?

So rein intuitiv würd ich behaupten, wenn du bei 1phasig davon ausgehst, 
das der Strom hin- und zurückfließt, wieso sollte er das bei 3phasig 
nicht genauso machen?

von Achim M. (minifloat)


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Reinhard S. schrieb:
> gehst, das der Strom hin- und zurückfließt, wieso sollte er das bei
> 3phasig nicht genauso machen?

Macht er nicht, weil die Ströme die in N fließen, sich bereits im Auto 
am N zu Null addieren. Daher nur Verluste auf den Außenleitern bei 
gleichmäßiger Belastung derer.

mfg mf

von CA (Gast)


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Reinhard S. schrieb:
> So rein intuitiv würd ich behaupten, wenn du bei 1phasig davon ausgehst,
> das der Strom hin- und zurückfließt, wieso sollte er das bei 3phasig
> nicht genauso machen?

Die Leistung verteilt sich einphasig auf zwei Leiter.
Dreipahsig verteilt sich die leistung auf drei Leiter.

Auch wenn es marginal ist, es ist ein Unterschied.

Man kann das sogar ganz genau ausrechnen, hab ich nur zu dieser Zeit 
keine Lust mehr dafür.

von Ralf X. (ralf0815)


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CA schrieb:
> Die Leistung verteilt sich einphasig auf zwei Leiter.
> Dreipahsig verteilt sich die leistung auf drei Leiter.

Schlecht ausgedrückt.
Bei 3kW über eine Phase fallen die Leitungsverluste dafür zweimal an.
Bei 9kW über drei Phasen fallen fällt die Verlustleistung pro 3kW 
jeweils nur einmal an.
Also trotz dreifacher Ausgangsleistung nur 1,5 fache Leitungsverluste.
Oder bei 3kW über drei Phasen nur 50% Leitungsverluste.
Und das ist alles andere, als marginal.

: Bearbeitet durch User
von CA (Gast)


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Ralf X. schrieb:
> Schlecht ausgedrückt.

Okay, ich habe mir die Eingangsfrage nochmal genauer reingezogen.
Das ändert jedoch nichts an meiner Aussage.
Es werden pro Phase an den Verbraucher 3kW geliefert.

Bei einphasigem Betrieb geschieht der "Rückstrom" über einen einzigen 
Leiter.
Bei dreiphasigem Betrieb eben über zwei Leiter.

Es bleibt also bei meiner Aussage.

von Michael B. (alter_mann)


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CA schrieb:
> Bei dreiphasigem Betrieb eben über zwei Leiter.

Da wird der Strom also doppelt gezählt, einmal als Rückstrom und einmal 
als Hinstrom der anderen Phasen?

von Ralf X. (ralf0815)


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Michael B. schrieb:
> CA schrieb:
>> Bei dreiphasigem Betrieb eben über zwei Leiter.
>
> Da wird der Strom also doppelt gezählt, einmal als Rückstrom und einmal
> als Hinstrom der anderen Phasen?

Der Zähler misst keinen Strom, sondern die Leistung!
Es geht dem TE hier nur um die Verlustleistung, die im Kabel anfällt und 
mitbezahlt werden muss, aber statt die Batterie zu laden z.B. nur das 
Kabel erhitzt. .
Und da fällt beim (symmetrischen) dreiphasigen Anschluss für die gleiche 
entnommene Nutzleistung nur die halbe Verlustleistung ggü. dem 
einphasigen Anschluss an.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Einphasig:

I = P / U = 1000/230 = 4,34
R: R_Leitung

Pverluste = 2 R * (4,34)² = 37,6 R

Drehstrom:

Je Leiter:
I = P / (U * sqrt (3)) =1000/(400*1,73) = 1,44 A

Pverluste = 3 R * (1,44)² = 6,22 R

==> Verhältnis 1:6

: Bearbeitet durch User
von Thomas R. (thomasr)


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Wenn man die beiden Formeln für den erforderlichen Querschnitt bei 
gegebenem Spannungsfall in % gleichsetzt, kürzt sich alles raus bis da 
steht:

2:1 für den Drehstrom! Macht man ja nicht zum Spaß ;-)

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Je Leiter:
I = P / (U * sqrt (3)) =3000/(400*1,73) = 4,33 A

Pverluste = 3 R * (4,33)² = 56,25 R

==> Verhältnis 1,5:1

: Bearbeitet durch User
von Ralf X. (ralf0815)


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Thomas R. schrieb:
> Wenn man die beiden Formeln für den erforderlichen Querschnitt bei
> gegebenem Spannungsfall in % gleichsetzt, kürzt sich alles raus bis da
> steht:
> 2:1 für den Drehstrom! Macht man ja nicht zum Spaß ;-)

Mit einer Verringerung des Leitungsquerschnitts steigt der 
Leitungswiderstand umgekehrt reziprok.
Dann stimmt das ideale Verhältnis von 2:1 des Vergleiches nicht mehr.

: Bearbeitet durch User
von Unwichtig (noname_user)


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Heinz R. schrieb:
> Ziehe ich 9kW 3phasig - der N wird quasi nicht mehr benutzt, somit in
> Summe 30m Leitungslänge
> Der Verlust ist nicht 3 x so hoch, sondern nur Faktor 1,5?
>
> Liege ich richtig?

Bei einer Wallbox wird immer zwischen Phase u. N, u. nie nur zwischen 
den Phasen, der Strom entnommen zum Laden.
Also fließt da auch immer der Strom über den N-Leiter, oder wie soll der 
anders fließen bei 3x Phasenbelastung?
Nur über die Phasen nämlich nicht. Nur weil sich in Summe der Strom über 
den gemeinsamen N rechnerisch aufhebt bei symmetrischer Bealstung heißt 
das nicht dass da keiner fließt.
Also ist die ganze Rechnerei überflüssig, die Verluste sind entsprechend 
genauso.
Bei einem DLE wäre es noch einfacher, der wird immer bei voller Leistung 
auf allen 3 Phasen symmetrisch belastet. In Phase gegeneinander 
verschobene Ströme sind trotzdem Stromflüsse, sonst könnte man sich ja 
diesen Leiter auch immer einsparen.

von Wladimir (vril_2023)


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Ja ja - das Verständnis von Drehstrom ist schon komplexer Natur.

Das ist kein Thema für Menschen, deren (westdeutsche) Schulbildung in 
Mathe meistens beim Dreisatz endet!

von Rainer W. (rawi)


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Unwichtig schrieb:
> Also fließt da auch immer der Strom über den N-Leiter, oder wie soll der
> anders fließen bei 3x Phasenbelastung?

Ist dir schon einmal aufgefallen, dass der Querschnitt vom Nullleiter 
nicht drei Mal größer ist, als der der Phasen oder eine reine 
Drehstrommaschine gar keinen benötigt?

Bei Drehstrom gibt es zwischen den drei Phasen eine Phasenverschiebung 
von 120°.
Du musst bei der Addition der Ströme die Phasenlage berücksichtigen.

: Bearbeitet durch User
von CA (Gast)


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Unwichtig schrieb:
> Also fließt da auch immer der Strom über den N-Leiter

Nein!
Das mit dem Drehstrom solltest du (nochmal) lernen!

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Wladimir schrieb:
> Ja ja - das Verständnis von Drehstrom ist schon komplexer Natur.
>
> Das ist kein Thema für Menschen, deren (westdeutsche) Schulbildung in
> Mathe meistens beim Dreisatz endet!

Stimmt auffällig und wäre hier an den Minusklicken gut zu erkennen.


P = R * I²

R: Widerstand der Leitung (nur eine Richtung)

Obige Rechnung war für 1kW einphasig, 1 kW dreiphasig oder 3kW 
dreiphasig.

von Klaus H. (hildek)


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Heinz R. schrieb:
> Liege ich richtig?

Ja, natürlich unter der Voraussetzung, dass der selbe Kabelquerschnitt 
verwendet wird.
Fast alle hier nutzen doch LTSpice. Warum nicht einfach simulieren, wenn 
soviel Unklarheiten bestehen?
Die Verluste liegen bei ca. 1% bzw. 0.5%.
Und für die Zweifler: durch R1 fließt kein Strom!

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Klaus H. schrieb:
> R1

Klaus H. schrieb:
> Und für die Zweifler: durch R1 fließt kein Strom!

Korrektur: R11 (nicht R1)

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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CA schrieb:
> Unwichtig schrieb:
>> Also fließt da auch immer der Strom über den N-Leiter
>
> Nein!
> Das mit dem Drehstrom solltest du (nochmal) lernen!

Manchmal ist das beizubringen kontraproduktiv und sinnvoller falsches 
Wissen in den Köpfen zu lassen. Weil kein Strom durch den N fließt, 
wurde schon gar nicht so häufig der N als dünne Leiterbahn oder Kabel im 
Wechselrichter/Schaltschrank von Stufe zur Stufe durchgeschleift (statt 
Sternpunkt) und gewundert, dass zwischen den Stufen diese Verbindungen 
viel zu warm wurden.
¯\_(ツ)_/¯

von CA (Gast)


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Dieter D. schrieb:
> wurde schon gar nicht so häufig

willst du das eventuell nochmal überdenken? 😎

von Klaus H. (hildek)


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Dieter D. schrieb:
> Korrektur: R11 (nicht R1)

Ja - Danke!

von Unwichtig (noname_user)


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Rainer W. schrieb:
> Ist dir schon einmal aufgefallen,

Kannst du Lesen u. gleichzeitig auch verstehen was da geschrieben wurde 
von mir?

Unwichtig schrieb:
> In Phase gegeneinander verschobene Ströme sind trotzdem Stromflüsse,

Rainer W. schrieb:
> Bei Drehstrom gibt es zwischen den drei Phasen eine Phasen*verschiebung*
> von 120°.
> Du musst bei der Addition der Ströme die Phasenlage berücksichtigen.

In Summe wird der Gesamtstrom im N-Leiter nie größer als in einem 
Außenleiter bei symmetrischer Belastung ohne Oberwellen (ohmsche Last 
oder mit PFC).

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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CA schrieb:
> willst du das eventuell nochmal überdenken? 😎

Oder "selten, aber doch nicht niemals", halbvoll oder halbleer ... 😎

Unwichtig schrieb:
> In Summe wird der Gesamtstrom

Entweder hast Du Dich furchterlich missverständlich ausgedrückt, oder 
die Lücke ist noch vorhanden.

von Ralf X. (ralf0815)


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Unwichtig schrieb:
> Rainer W. schrieb:
>> Ist dir schon einmal aufgefallen,
>
> Kannst du Lesen u. gleichzeitig auch verstehen was da geschrieben wurde
> von mir?
>
> Unwichtig schrieb:
>> In Phase gegeneinander verschobene Ströme sind trotzdem Stromflüsse,

Bei einer symmetrischen Belastung aller Leiter eines Drehstromkabels 
heben sich alle Spannungen im Sternpunkt auf, egal ob mit N verbunden 
oder nicht.
Und bei Spannung = null über einen Leiter fliesst auch kein Strom.
Auch keine gegeneinander verschobenen.

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Wladimir schrieb:
> Das ist kein Thema für Menschen, deren (westdeutsche) Schulbildung in
> Mathe meistens beim Dreisatz endet!

Bei dir scheint nur die Überlegenheit des Sozialismus hängen geblieben 
zu sein. Der wurde im Osten ja auch deutlich intensiver eingetrichtert 
als Mathe.

SCNR

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Udo S. schrieb:
> als Mathe

Trotz 16 Mio Ossis zu ueber 60 Mio Wessis, zeigen die Minusklicks ganz 
klar eine Abneigung gegen Mathe an zwei bestimmten Beitraegen. Ihr 
koennt es nicht mehr leugnen. Bei beiden wars eintrichtern von Mathe 
vergeblich.

: Bearbeitet durch User
von Michael (maf2)


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Ja klar.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Michael schrieb:
> Ja klar.

Die Anlage ist genial.

von Ralf X. (ralf0815)


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Dieter D. schrieb:
> Udo S. schrieb:
>> als Mathe
>
> Trotz 16 Mio Ossis zu ueber 60 Mio Wessis, zeigen die Minusklicks ganz
> klar eine Abneigung gegen Mathe an zwei bestimmten Beitraegen. Ihr
> koennt es nicht mehr leugnen. Bei beiden wars eintrichtern von Mathe
> vergeblich.

Sorry, aber Du tickst doch nicht mehr ganz sauber!
Deine erste Rechnung hast verschlimmbessert, bis Du Dein dort letztes 
Schrottergebnis aufgrund Folgekommentar nicht weiter ändern konntest.
Dann kam um 01:11 Deine nächste desolate Rechnung, wo Du auf diverse 
weitere Schrottergebnisse präsentiertes, u.a. den Müll mit 1:1,73..
Natürlich kamen da schon die Negativbewertung, bevor Du nach 
geschlagenen 17 weiteren Minuten endlich auch das richtige Ergebnis 
(kapiert) zumindest mal als letzte Bearbeitung hingeschrieben hast.

Statt sich für Deine Minderleistung zu schämen, kommt danach nur ein 
Heulkommentar nach dem anderen..
Bis eben wusste ich nicht einmal, dass Du aus dem Osten kommst und/oder 
da wohnst.
Und es interessiert mich auch weiterhin nicht.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Ralf X. schrieb:
> Dann kam um 01:11 ...

Wenn Du es genau wissen willst, dann hatte ich kopiert (Spannungsabfall, 
R*I) und dann umeditiert auf die Leistung (R*I^2), dazwischen Vorschau 
geklickt, dachte ich, weil auf dem Touch die Gesturen sonst manchmal 
alles getipptes verloren geht, tja es war aber veroeffentlicht, und dann 
halt noch fertig umgeschrieben.

Fuer Personen, die lieber treten statt ..., natuerlich ein gefundenes 
Fressen.

Die vielen Minus kamen spaeter.

Und es war Absicht als Beispiel nur mit 1/3 der Leistung zu rechnen und 
zuerst auch 1kW, d.h. 333W pro Phase.

von Heinz R. (heijz)


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Da habe ich mit meiner Frage ja ganz schön was los getreten :-)

Ich hätte zugegeben nicht gedacht das daraus am Ende ein 
Ost-West-Konflikt entsteht :-(

Mir ging es eigentlich nur um die Erwärmung der Zuleitung...

: Bearbeitet durch User
von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Heinz R. schrieb:
> Da habe ich mit meiner Frage ja ganz schön was los getreten :-)

Geheimtipp: Frag' hier mal nach dem Effektivwert der Spannung z.b. an 
einem R, der ueber eine Diode an 230V~ haengt.
Das ist jedesmal auch wieder lustig, wie solche Basics immer wieder die 
Eggsberrden "herausfordern".
Haette man den Herren Tesla und Westinghouse jeweils bei ihrer 
Beerdigung einen Magnet in die Haende gedrueckt, koennte man heute durch 
Aufstellen von Spulen an ihren Graebern sicherlich ordentlich Energie 
erzeugen...

scnr,
WK

: Bearbeitet durch User
von Heinz R. (heijz)


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Was ich mich ja zugegeben schon lange frage - wie ist das dann bei 
3phasigem Gleichstrom? :-)

von Bruno V. (bruno_v)


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Heinz R. schrieb:
> Was ich mich ja zugegeben schon lange frage - wie ist das dann bei
> 3phasigem Gleichstrom? :-)

Vermutlich als Scherz gemeint, aber bei Gleichstrom reichen 2 Phasen um 
die Verlustleistung zu halbieren.

+230V und -230V mit gemeinsamen N kannst Du den N weglassen und hast 
halbe Verluste (bzw doppelte Leistung bei gleichen Verlusten. Mit 3 
Leitern+N (also z.b. nochmal+230V) hast Du dreifache Leistung bei 
doppelten Verlusten.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Heinz R. schrieb:
> Da habe ich mit meiner Frage ja ganz schön was los getreten :-)

Nimms nicht so tragisch. Außerdem siehst Du hier gut, wer in der Regel 
persönlich wird, also Brennspiritus ins Feuer kippt, um so richtig was 
loszutreten, weil es vielleicht denen so richtig langweilig ist.

Heinz R. schrieb:
> wie ist das dann bei 3phasigem Gleichstrom?

Naja, da wäre es besser nach 4phasigen Gleichstrom zu fragen. ;)

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