Forum: Haus & Smart Home Periodische Schwankungen in der Netzspannung


von Res (resmon)


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Moin,

Mein Stromversorger hat bei mir kürzlich einen Smartmeter installiert. 
Ich habe die Gelegenheit genutzt, die Parameter die er ausgibt 
aufzuzeichnen.

Mir ist aufgefallen, dass die Netzspannung sehr periodisch schwankt. Auf 
allen Phasen mit der gleichen Periodizität, aber zeitlich verschoben.

Die Einbrüche entstehen nicht durch Belastung des Anschlusses in meinem 
Haus, sondern kommen von aussen.
Hat jemand eine Idee wie sowas entstehen könnte? Die Perioden sind zu 
kurz für das Takten von Wärmepumpen und zeitlich zu präzise.
Ich habe ein FFT über 2 Tage davon gemacht, die Peaks sind ziemlich 
schmal.

von Norbert (der_norbert)


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Res schrieb:
> Hat jemand eine Idee wie sowas entstehen könnte?

Irgend etwas im Smartmeter selbst?
Die Auflösung ist ja nicht sonderlich hoch, einige wenige LSB 
Schwankung.

von Wolf17 (wolf17)


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Wenn das im Diagramm Minuten:Sekunden und nicht Stunden:Minuten sind und 
alles nur kurz anhält, könnten das vielleicht Rundsteuerpulse sein.
Wenn es länger dauert, hat vielleicht jemand eine 
Pulsgrupenleistungssteuerung im Betrieb. Gibt es in einigen 100m einen 
Industriebetrieb mit Elektroofen?

von Res (resmon)


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Ich habe die Schwankungen mit dem Multimeter bestätigt.

Die X-Achse im Zeitdiagramm ist die Uhrzeit, also HH:MM.

Auf der Niederspannungsseite von diesm Trafo gibt es nur Privathäuser. 
Aber die Schwankungen könnten vermutlich auch von der 
Mittelspannungsseite kommen.
Die Gegend ist sehr Ländlich. Keine grosse Industrie. Ein paar 
landwirtschaftliche Betriebe und eine Spenglerei.

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von Frank O. (frank_o)


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Hast du denn Probleme mit deinen Geräten?

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Nutzt da jemand vielleicht wirklich noch eine alte Elektroheizung?
Wobei, Netz um 7V runterziehen, da braucht man schon bißchen Leistung 
für.

Rundsteuerimpulse glaube ich nicht, die sind nicht so lang bzw. die 
einzelnen Bits verursachen eine schnelle Schwankung. Ist auch keine 
echte Schwankungen, sondern eine aufmodulierte Schwingung mit 1kHz oder 
so.

Echte Großverbraucher wie Kühlhäuser oder Elektroöfen arbeiten ziemlich 
kontinuierlich und schalten nicht nur mal kurz ein und dann wieder aus, 
Elektroöfen würden auch eher Flicker verursachen, also sehr schnelle 
Schwankungen.

von Nick (b620ys)


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Res schrieb:
> Die Gegend ist sehr Ländlich. Keine grosse Industrie.

Aber Biogas?

von Jörg K. (joergk)


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Magst Du bitte auch mal die Außenleiterspannungen zeigen?
Halten die Schwankungen den ganzen Tag und die ganze Nacht an?

von Res (resmon)


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Frank O. schrieb:
> Hast du denn Probleme mit deinen Geräten?

Nö. Bin nur neugierig.

Jörg K. schrieb:
> Magst Du bitte auch mal die Außenleiterspannungen zeigen?
> Halten die Schwankungen den ganzen Tag und die ganze Nacht an?

Ja, Tag und Nacht. Mal ist die Amplitude etwas grösser und mal etwas 
kleiner, aber ich sehe da kein Muster ausser dass die Periode die ganze 
Zeit konstant ist.

Hier sind die berechneten Aussenleiterspannungen.

Nick schrieb:
> Aber Biogas?

Es gibt im Nachbardorf eine kleine Biogasanlage, nur 70 kW.
Wir haben im Dorf eine Wasserkraftanlage bei einem Stausee, 5 MW, aber 
die produziert nur bei Spitzenbedarf.

von Frank O. (frank_o)


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Res schrieb:
> Nö. Bin nur neugierig.

Das war genau deshalb etwas provokant gemeint.
Mit "Smart" und den günstigen Displays fingen Probleme an, die man 
vorher nicht einmal bemerkt hatte.
Bei manchen Beiträgen hier im µC.net (nicht deiner) habe ich den 
Eindruck, dass es hier so manchen gibt, der den ganzen Abend vor seiner 
"Smart-Überwachung" sitzt und sich Gedanken darum macht, wo er noch 
sparen kann und was es für Probleme zu bemängeln gibt. Natürlich hat 
dann die Smarttechnologie so viel gekostet, dass er das in der 
verbleibenden Lebenszeit nicht wieder rein holen kann. Jedenfalls nicht 
ohne Verzicht auf den üblichen Komfort.

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


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Die Ursache hat vielleicht damit zu tun:
https://www.heise.de/select/ct/2017/7/1490969807376118

Um Energie zu sparen, werden Strom und Spannung nicht mit genuegend 
Messwerten pro Halbwelle abgetastet.

von Res (resmon)


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Dieter D. schrieb:
> Um Energie zu sparen, werden Strom und Spannung nicht mit genuegend
> Messwerten pro Halbwelle abgetastet

Das Multimeter tastet ganz gut ab.

von Giovanni (sqrt_minus_eins)


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schaut man auf die Phasenspannung V2, dann sieht man deutlich eine 2min 
Periodendauer.

Nach EN 61000-3-3 wäre bei eine Wiederholfrequenz von 0.5/min ein ΔU/U 
von 3% zulässig. Wäre ein ΔU von etwa 6.9V - und somit an der Grenze.

Falls es Probleme gibt (Flackern, ...) dann müsste das EVU den "Täter" 
ausforschen.

von Res (resmon)


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Interessant, wofür es alles Grenzwerte gibt.
Und dass die von der EMV-Seite kommen. Selbst auf Langwelle ist es hier 
sehr ruhig, aber ich wohne auch etwas ausserhalb.

Mit dem richtigen SQL query kann ich natürlich die Extremfälle in der 
ganzen Aufzeichnung finden, bisher sind es erst 3 Tage. Hier sind es 
wohl bis zu 13V.

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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Netzfrequenzmonitor
https://www.youtube.com/watch?v=w9mRbZDw8PE
Die Frequenz des Stromnetzes ist ein sehr guter Indikator dafür, wie es 
grade ums Stromnetz bestellt ist. Bisher nutzte "der TO" einen Dienst, 
welcher bei außergewöhnlichen Werten eine kurze Auswertung 
veröffentlichte. Leider ist dieser nun nicht mehr öffentlich zugänglich, 
also versuchen wir mal das selbst zu lösen. …

von Giovanni (sqrt_minus_eins)


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@resmon:
Gibt es die Rohdaten in einer überschaubaren Größe als TXT, CSV, ...
gezippt?

Nur aus Interesse. Danke.

von Nick (b620ys)


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Joachim B. schrieb:
> Die Frequenz des Stromnetzes ist ein sehr guter Indikator dafür, wie es
> grade ums Stromnetz bestellt ist.

Das Video kenn ich. Ist mir aber bissl zweifelhaft, ob das richtig 
gemacht wurde.
Man müsste das Signal erst durch einen Tiefpass schicken (60 Hz scheinen 
mir üblich zu sein). Erst dann kann man die Netzfrequenz messen. Die 
Spannungen muss man aber vor dem Tiefpass messen. Ich glaub (!), dass 
man bis zur 10. Harmonischen misst.
Sicherlich gibts dafür Normen. Wenn die jemand kennt, das würde mich 
interessieren.

von Res (resmon)


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Frank O. schrieb:
> Das war genau deshalb etwas provokant gemeint.

Eher ignorant. Neugier ist eine wunderbare Eigenschaft vieler Menschen.

Giovanni schrieb:
> Gibt es die Rohdaten in einer überschaubaren Größe als TXT, CSV, ...
> gezippt?

Klar.

Joachim B. schrieb:
> Netzfrequenzmonitor
> https://www.youtube.com/watch?v=w9mRbZDw8PE

Klingt umständlich. Ich messe die Netzfrequenz mit <1 mHz Genauigkeit 
mit der Soundkarte und ein paar Zeilen Python code. Hat aber nicht 
wirklich mit meiner Netzspannung zu tun.

von Joachim B. (jar)


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Res schrieb:
> Klingt umständlich. Ich messe die Netzfrequenz mit

viele Wege führen nach Rom, ich würde ja auch einen von meinen 
Oszilloskopen nehmen oder meinen Frequenzmesser.
Wenn wir bei jedem Beitrag alternative Messmthoden nennen dann wird das 
Forum immer unlesenswerter.
Hättest du die Finger still gehalten hätte ich dich für einen Weisen 
gehalten.

: Bearbeitet durch User
von Mani W. (e-doc)


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Die Schwankungen kommen wahrscheinlich von Betrieben mit
Maschinen...

Stanzen, Pressen, Motoren usw...

: Bearbeitet durch User
von Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)


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> Mein Stromversorger hat bei mir kürzlich einen Smartmeter installiert.
> Ich habe die Gelegenheit genutzt, die Parameter die er ausgibt
> aufzuzeichnen.
>
> Mir ist aufgefallen, dass die Netzspannung sehr periodisch schwankt.

Also was da "Einbruch genannt wird, liegt auf dem ersten Blick im 
Toleranzbereich (.de: 230V ± 10%). Hinzu kommt die Genauigkeit der 
Messung, die liegt auch bei heutigen Geräten im Consumerbereich selten 
besser als ein paar Prozent.

Also alles nicht der Aufregung wert - wer viel misst misst Mist.

> Die Ursache hat vielleicht damit zu tun: 
https://www.heise.de/select/ct/2017/7/1490969807376118

Danke für den Link, da gehts um eine Bewertung aktueller Smartmeter 
durch eine Uni in den Niederlanden:
"Obwohl alle dieser Drei-Phasen-Energiezähler den geltenden Normen 
entsprachen und die darin vorgeschriebene Genauigkeit erfüllten, 
stellten die niederländischen Forscher Messfehler von bis zu +582 
Prozent und –46 Prozent fest."

> Die Frequenz des Stromnetzes ist ein sehr guter Indikator dafür, wie es
> grade ums Stromnetz bestellt ist. ... Leider ist dieser nun nicht mehr
> öffentlich zugänglich,


Klar sind die Messungen der Netzfrequenz immer noch frei Zugänglich:
Beitrag "Re: Wie kriege ich raus, ob zwei Steckdosen an derselben Phase hängen?"

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Norbert schrieb:
> Die Auflösung ist ja nicht sonderlich hoch, einige wenige LSB
> Schwankung.

Ja und?
Meinst du eine Schwankung von 7 V wird kleiner, wenn du sie mit einer 
höheren Auflösung als 1 V/LSB misst?

von Nick (b620ys)


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Rainer W. schrieb:
> Meinst du eine Schwankung von 7 V wird kleiner, wenn du sie mit einer
> höheren Auflösung als 1 V/LSB misst?

An der Netzspannung ändert das sicherlich nichts, am Messergebnis aber 
ganz bestimmt.
7 V +/- 1 V/LSB sind halt 6 ... 8 V.
Wer kennt die Messgenauigkeit und die Abtastrate? Du? Ich nicht.
Wird der Spitzenwert gemessen? Wird vorher gefiltert oder alle Spikes 
gemessen?

von Rüdiger B. (rbruns)


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Joachim B. schrieb:
> Leider ist dieser nun nicht mehr öffentlich zugänglich,
> also versuchen wir mal das selbst zu lösen. …

https://www.netzfrequenz.info/verlauf-1-stunde-mit-daten-aus-den-vorjahren
https://www.swissgrid.ch/de/home/operation/grid-data/current-data.html#frequenz

von Nick (b620ys)


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Mani W. schrieb:
> Die Schwankungen kommen wahrscheinlich von Betrieben mit
> Maschinen...

Der TO sagte, dass er ländlich wohnt. Ich gehe also davon aus, dass er 
auch weiß, ob solche Betriebe in der Nähe sind.

Ich wohne auch auf dem Land und ich weiß, dass in 3 km Luftlinie eine 
Härterei ist, die ausschließlich induktiv härtet. Wimre 30000 € 
Stromkosten / Monat
https://www.aredak.com/

Ich weiß auch, dass 200 m von hier eine Biogasanlage mit etwa 300 kW 
ist, und dass die einen Vertrag für 3000 Stunden / Jahr hat. Ob die im 
Moment läuft, müsste ich nachsehen. Das bringt aber auch niemanden hier 
etwas.

von Rainer W. (rawi)


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Joachim B. schrieb:
> viele Wege führen nach Rom, ich würde ja auch einen von meinen
> Oszilloskopen nehmen oder meinen Frequenzmesser.

Das hört sich spannend an. Bei Frequenzabweichungen im 230V-Netz muss 
eine sinnvolle Messung die Frequenz erheblich genauer erfassen, als die 
Grenze für Einsatz der Regelleistung (±0,2 Hz). Bei 10 mHz wird es 
langsam interessant.
Da brauchst du vor deiner Nulldurchgangserkennung eine ganz solide 
Filterung, z.B. indem du die Periodendauer über viele Perioden mittelst.
Was kann dein Frequenzmesser denn für Torzeiten. Damit der Jitter der 
Nulldurchgangsbestimmung, der durch den allgemeinen Dreck auf der 
Netzspannung unvermeidlich ist, die Messung nicht dominiert, musst du 
über viele Perioden messen, z.B. erzeugen 10° Jitter des Nulldurchgangs 
bei Messung über 140 Netzperioden immer noch einen Fehler, der 10mHz 
Frequenzabweichung entspricht.

Und auch für die Spannungsmessung geht es nicht ohne Filterung. Ein 
Mittelung auf dem Oszi setzt einen genauen Triggerpunkt voraus, den du 
eben nur mit ausreichend gut gefilterem Signal erhältst.

von Giovanni (sqrt_minus_eins)


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* Ein Zusammenhang zwischen dem gemessenen Spannungseinbruch und der 
Netzfrequenz in Europa ist eher unwahrscheinlich.

* Ebenso ist die absolute Genauigkeit der Spannungsmessung nicht so 
wichtig, da wir hier von einem ΔU reden.

* Das Smartmeter Video von der Uni wird in jeder Diskussion über 
Smartmeter angeführt. Sicher ist der Professor ein kluger Mann, aber die 
Personen bei DNV (oder KEMA) sind in ihrer fachlichen Kompetenz auch 
nicht zu unterschätzen.

400V Netze sind eher ohmsch und damit äußern sich Lastschwankungen als 
Spannungsschwankung (Amplitude). D.h. es gibt einen Verbraucher, der im 
2min Takt für einige Sekunden Ein-/Ausgeschaltet wird.

Wenn man das Netz kennt (Trafo, Leitungen), dann könnte man auf die 
Größe der Leistungsschwankung schließen.

Interessant im ersten Bild "u.png" : Wenn GELB runtergeht, geht GRÜN 
rauf.

von Res (resmon)


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Giovanni schrieb:
>
> Interessant im ersten Bild "u.png" : Wenn GELB runtergeht, geht GRÜN
> rauf.

Sternpunktverschiebung?

Ich habe eine grossflächige HF-Erde für eine 160m-Sendeantenne, die ist 
getrennt von PE.

Ich hab mal den Oszi zwischen PE und die HF-Erde geklemmt, das macht 
lustige Sachen.

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