Forum: Haus & Smart Home cos(Φ) bei WR und induktiver Last


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von Hardy F. (hflor)


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Hallo,

bei meinem 3phasigen WR darf der cos(Φ) nur 0,9 sein. Der Wechselrichter 
stellt 10KW max. zur Verfügung. Neben ein paar W in der Grundlast kommt 
aber der Kompressor der WP als Verbraucher im Notstrombetrieb dazu. 
Dieser hat aber 0,74 bei einer Wirkleistung von 2,13kW und einer 
Blindleistung von 1,96kVAr.
Muß ich bei dieser Anlage dann noch Kondensatoren einbauen? Und wenn ja, 
wie berechne ich deren Größe? Die Leistungsaufnahme der WP schwankt auch 
je nach Temperatur am Eingang der WP zwischen 2 und 2,5kW.

Hardy
von Martin S. (sirnails)


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Was heißt 0,9? Blindanteil bezogen auf die Gesamtscheinleistung von 10kW 
oder ein maximaler cos(phi) von 0,9 in jedem Leistungspunkt?

Falls letzteres sagt Kreiskonstante mal Daumen um die 3 x 7 µF in 
Dreieck.
von Nils B. (hbquax)


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Ich bin mir fast sicher dass der WR seinen festen cos(phi) nur liefern 
kann, wenn er mit dem Stromnetz verbunden ist.
Im Inselbetrieb definieren die angeschlossenen Verbraucher den 
Phasenwinkel.
von Rainer W. (rawi)


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Martin S. schrieb:
> Was heißt 0,9?
Φ ist der Phasenversatz zwischen Strom und Spannung. Wenn cos(Φ) gleich 
0,9 angegeben ist, beträgt der Winkel also arccos(0,9) = 26°.

Nils B. schrieb:
> Ich bin mir fast sicher dass der WR seinen festen cos(phi) nur liefern
> kann, wenn er mit dem Stromnetz verbunden ist.

Begründung?
Den Strom zieht der Motor, d.h. der legt den Winkel fest und der WR muss 
liefern. Wenn angegeben ist, dass der Ausgangsstrom der Ausgangsspannung 
um maximal 26° nacheilen darf, wird der WR wohl mehr nicht können.
von Hardy F. (hflor)


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Auf dem Schild des WR steht leider nicht viel:

Grid/AC Output -> sollte also auch im Notstrombetrieb gelten

@Martin wie kommts Du auf diese Werte?
: Bearbeitet durch User
von Giovanni (sqrt_minus_eins)


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Hardy F. schrieb:
> auf dem Schild des WR steht leider nicht viel:


tip of the day:
Beschreibung lesen: 
https://www.fsp-ps.de/download/ico/390/HPM10-Deutsches_Handbuch-Power_Manager.pdf.pdf
Thema: Off-Grid

Vielleicht bracht man auch eine Batterie?
von Hardy F. (hflor)


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Giovanni schrieb:

> Vielleicht bracht man auch eine Batterie?

Vielen Dank für die übersetzten Handbücher. Aber zu der 
Phasenverschiebung habe ich nichts gefunden. Das ich einen Akku habe 
sollte doch klar sein, wenn ich von Notstromversorgung mit dem WR 
spreche.

Aber in der Broschüre sind die Angaben ja lustig: Der Akku mit 85mm² 
anzuschließen und im WR sind die Verbindungen nur in 35mm² ausgeführt.
von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Ein paar Fragen...Was ist es für ein Motor? Selbst für einen ollen 
Induktionsmotor von 2kW scheint mit 0,74 recht niedrig zu sein.
Zunehmend üblich ist Inverterbetrieb der WP, d.h. Gleichrichtung + 
Wechselrichter für den Motor.

Hardy F. schrieb:
> als Verbraucher im Notstrombetrieb
D.h. du willst nur im Fall der Fälle auf den Notstrom gehen, sonst aber 
netzparallel?
Üblicherweise können die WR mehr Blindleistung als angegeben. Bei einem 
Verhältnis von 10kW zu 2kW würde ich mir da gar keine Gedanken machen 
und einfach mal probieren, das muss der WR in jedem Fall abkönnen. Max. 
darf er sich abschalten, aber nicht kaputt gehen.
Welcher Wechselrichter genau ist es?
von Giovanni (sqrt_minus_eins)


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Hardy F. schrieb:
> Aber in der Broschüre sind die Angaben ja lustig: Der Akku mit 85mm²
> anzuschließen

???
Es steht doch Batteriespannung=48V. Und im Datenblatt: Ladestrom max = 
200A. Würde dann etwa 10kW ergeben. Damit sind die 85mm² OK.

Die genannten 35mm² konnte ich im Dokument nicht finden.

Hardy F. schrieb:
> Aber zu der
> Phasenverschiebung habe ich nichts gefunden

wie schon mehrfach gesagt. Ist egal.

Der WP Motor ist 3~400V und wird nur Ein-/Ausgeschaltet. Kein Umrichter. 
Korrekt?
von Hardy F. (hflor)


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H.Joachim S. schrieb:
> Ein paar Fragen...Was ist es für ein Motor? Selbst für einen ollen
> Induktionsmotor von 2kW scheint mit 0,74 recht niedrig zu sein.
> Zunehmend üblich ist Inverterbetrieb der WP, d.h. Gleichrichtung +
> Wechselrichter für den Motor.

Das ist noch eine WP aus dem Jahr 2016, da waren Frequenzumrichter noch 
nicht so weit verbreitet.

> D.h. du willst nur im Fall der Fälle auf den Notstrom gehen, sonst aber
> netzparallel?

Ja, falls mal der Strom ausfällt soll das ganze Haus versorgt werden. 
Mit entsprechender Beachtung der Gesamtleistung. Also werde ich dann 
keine 5 Herdplatten mit den Backöfen nutzen während die WP läuft.

> Üblicherweise können die WR mehr Blindleistung als angegeben. Bei einem
> Verhältnis von 10kW zu 2kW würde ich mir da gar keine Gedanken machen
> und einfach mal probieren, das muss der WR in jedem Fall abkönnen. Max.
> darf er sich abschalten, aber nicht kaputt gehen.

Ich werde es mal probieren, und hoffen, daß er ganz bleibt. Zur Not habe 
ich noch eine Hauptplatine mit dazu bekommen.

> Welcher Wechselrichter genau ist es?

Es ist ein IGrid-TT 10KW
von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Hardy F. schrieb:
> Ja, falls mal der Strom ausfällt soll das ganze Haus versorgt werden.

Naja, das ist so ne ziemlich sinnfreie Hoffnung. Klingt gut, ist aber 
nutzlos. 1 Tag Ausfall können wir aufgrund der Wärmekapazitzät völlig 
ohne Schmerzen aushalten. Der zweite und dritte Tag mit Pullover und 
Decke. Dauert es noch länger haben wir ganz andere Probleme als die 
Heizung.
Im Notfall muss nicht das ganze Haus versorgt werden, sondern ein Raum 
in dem man überleben kann.  Üblicherweise wird ein Heizungsnotstand im 
Winter stattfinden, Solar geht gegen Null, Speicher hilft dann 1 oder 2 
Tage, dann ist Feierabend.
Die echten Probleme finden im wegfallenden Umfeld statt. Kein Einkauf, 
kein Licht, kein Sprit, kein Geld. Hilf mit deinem Nostromfähigkeiten 
den Nachbarn mit Licht und Lademöglichkeiten.
Sorg für ne Kochmöglichkeit und warmes Wasser, Vorräte an Essen und 
Trinkwasser. Ein ganzes Haus notheizen zu wollen ist irgendwie nur 
sinnlos.
von Fritz G. (fritz65)


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Mein Epever IP-3000 arbeitet laut Handbuch bei einem induktivem cos(phi) 
zwischen 0.2 und 1. 0.9 sollten daher bei einem üblichen Wechselrichter 
kein Problem sein. Allerdings ist wichtig, dass die Scheinleistung nicht 
höher sein darf als die angegebene Maximalleistung. Die Wirkleistung ist 
dann um den Faktor cos(phi) kleiner.
von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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von Hardy F. schrieb:
>Muß ich bei dieser Anlage dann noch Kondensatoren einbauen? Und wenn ja,
>wie berechne ich deren Größe?

Der kapazitive Blindstrom der Kondensatoren sollte genauso groß
sein wie der induktive Blindstrom des Kompressors,
dann heben sich die Blindströme auf.
von Nils B. (hbquax)


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Einfach mal probieren, wenn es nicht geht, wird WR abschalten und eine 
Fehlermeldung schmeißen.
von Martin S. (sirnails)


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Hardy F. schrieb:
> Auf dem Schild des WR steht leider nicht viel:

Da steht eigentlich genug:
> Power factor range 0.9 lead-0.9lag

Bedeutet für mich nicht, dass er keinen größeren Phasenwinkel kann, 
sondern ihn nicht will. Ich denke, der WR wird sich <0,9 einfach 
abschalten.
von H. H. (hhinz)


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Günter L. schrieb:
> Der kapazitive Blindstrom der Kondensatoren sollte genauso groß
> sein wie der induktive Blindstrom des Kompressors,
> dann heben sich die Blindströme auf.

Vollständige Kompensation vermeidet man, wäre ja genau ein 
Resonanzkreis.
von Uwe (neuexxer)


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> Vollständige Kompensation vermeidet man, wäre ja genau ein
> Resonanzkreis.

Der wäre aber stark bedämpft, daher ist das ziemlich egal.
Man kompensiert eher deswegen auf z.B. 0,9, um Aufwand zu sparen.
von Hardy F. (hflor)


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Giovanni schrieb:
> Hardy F. schrieb:
>> Aber in der Broschüre sind die Angaben ja lustig: Der Akku mit 85mm²
>> anzuschließen
>
> ???
> Es steht doch Batteriespannung=48V. Und im Datenblatt: Ladestrom max =
> 200A. Würde dann etwa 10kW ergeben. Damit sind die 85mm² OK.
>
> Die genannten 35mm² konnte ich im Dokument nicht finden.

Das steht ja auch dort nicht, sondern ist im inneren Verbaut. Der 
Vorbesitzer scheint die Leistungsgrenze schon mal getestet zu haben, so 
verkohlt das Kabel aussieht (s. Bild).

> Der WP Motor ist 3~400V und wird nur Ein-/Ausgeschaltet. Kein Umrichter.
> Korrekt?

Ja, nur ein Anlaufstrombegrenzer ist verbaut und nach der Anlaufzeit 
schließen dort Relaiskontakte den Kompressor direkt an die Phasen an.

Ich habe mal die WP direkt an den WR angeschlossen und der lief 
problemlos an, der WR hat keinen Fehler ausgegeben. Nur die angezeigte 
Leistungsaufnahme (50V und 50A) passte nicht so ganz zur Scheinleistung, 
war aber deutlich höher als die Wirkleistung.

Über den Sinn oder nicht möchte ich hier nicht weiter diskutieren, so 
wie unser Stromnetz aufgebaut ist möchte ich vorbereitet sein. Und wenn 
nur ein Trafo mal abbrennt, wie lange dauert der Ersatz? In unserem 
Nachbarort buddeln und bauen die schon ein halbes Jahr für einen neuen 
Trafo ...
von Karl B. (gustav)


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Es ist zu beachten, dass einige Motoren schon werksseitig mit 
Kompensationskondensatoren ausgestattet sind. (Die Trennung nach Licht- 
und Kraftstrom wie früher gibt es ja nur noch selten heute. Beim 
normalen öffentlichen Netz ist der cos phi von nahe 1 angestrebt.)
Wieviel zusätzlich an Maßnahmen nun beim Betrieb des WR nötig und 
sinnvoll sind, kannst Du da nachlesen.

https://de.electrical-installation.org/dewiki/Ermitteln_des_kapazitiven_Blindleistungsbedarfs

ciao
gustav
von Hardy F. (hflor)


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Karl B. schrieb:
> Es ist zu beachten, dass einige Motoren schon werksseitig mit
> Kompensationskondensatoren ausgestattet sind.

Das ist hier definitiv nicht der Fall, der Wert von 0,74 wird vom Zähler 
angezeigt, der nur den Kompressorstromkreis zählt.
von Armin X. (werweiswas)


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Hardy F. schrieb:
> Das steht ja auch dort nicht, sondern ist im inneren Verbaut. Der
> Vorbesitzer scheint die Leistungsgrenze schon mal getestet zu haben, so
> verkohlt das Kabel aussieht (s. Bild).

So würde auch ein hierzulande übliches 90mm² aussehen wenn dessen 
Crimpung schlecht durchgeführt worden ist. Wenn die Leitung den Strom 
nit tragen kann wird diese eher in der Mitte, wo weniger Wärme abgegeben 
werden kann abbrennen. Auf dem Bild gab es eher ein Kontaktproblem im 
Bereich der Übergänge Leitung - Kabelschuh - Batteriepol(oder was auch 
immer an der Gegenseite war)

Nachtrag: So durchgehend schwarz wie der Kabelschuh ist war die Crimpung 
fehlerhaft oder bei Herstellung schon deutlich korrodiert. Die Schraube 
ist ja noch ziemlich heile und hatte wohl versucht die Wärme auf die 
Gegenseite weiter zu leiten...
: Bearbeitet durch User
von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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von H. H. schrieb:
>Vollständige Kompensation vermeidet man, wäre ja genau ein
>Resonanzkreis.

Was für ein Nachteil hätte das deiner Meinung nach?
von Karl B. (gustav)


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Günter L. schrieb:
> Was für ein Nachteil hätte das deiner Meinung nach?

Momentane Spannungsüberhöhung zum Beispiel.

ciao
gustav
von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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von Karl B. schrieb:
>Momentane Spannungsüberhöhung zum Beispiel.

Die Spannung kann nicht größer als die Netzspannung
werden, ist ja im Prinzip ein Parallelschwingkreis
parallel zum Netz. Spannungsüberhöhung könnte nur
bei einen Reihenschwingkreis passieren.
Zum Beispiel bei einen Kondensatormotor der
Anlaufhilfskondensator, der ist in Reihe mit
einer Motorwicklung.
von Uwe (neuexxer)


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>> Was für ein Nachteil hätte das deiner Meinung nach?

> Momentane Spannungsüberhöhung zum Beispiel.

Diese "Spannungsüberhöhung" wäre dann aber immer noch weniger hoch,
als wenn überhaupt keine Last dranhinge!

Grundlagen!!! WIR brauchen dringendst Fachkräfte(iNNEN etc.)

SCNR
von Uwe (neuexxer)


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Günter L. schrieb:
> Die Spannung kann nicht größer als die Netzspannung
> werden, ist ja im Prinzip ein Parallelschwingkreis
> parallel zum Netz. Spannungsüberhöhung könnte nur
> bei einen Reihenschwingkreis passieren. >>

Wer das abqualifiziert, belegt meine voreingenommene Meinung,
dass 'wir' (noch) mehr Fachkräfte(iNNEN etc.) bräuchten.

SCNR
von Giovanni (sqrt_minus_eins)


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Uwe schrieb:
> Wer das abqualifiziert, belegt meine voreingenommene Meinung,
> dass 'wir' (noch) mehr Fachkräfte(iNNEN etc.) bräuchten.

Da bin ich.

Hängt von der Größe der Kondensatoren (Qc) ab. Üblicherweise wählt man 
Qc kleiner als den Blindleistungsbedarf bei Leerlauf. Wenn Qc > 
Qleerlauf dann kann Folgendes passieren.

Motorbetrieb:
Wenn der Umrichter auf Störung geht, dann würde die Spannung hoch gehen. 
Aber das ist auch nicht so tragisch, da die Drehzahl durch die Last 
schnell absinkt. Daher wird nichts passieren. Falls die Spannung 
wirklich größer wird, gibt es ja noch die Dioden und die Energie fährt 
in den Zwischenkreis.

Generatorbetrieb: (hier aber nicht das Thema)
Ganz schlecht. Durch den schnellen Drehzahlanstieg geht die Spannung 
hoch.
Es gibt einige reale Beispiele von AsynchronGenerator+Kompensation, die 
nach einer Netztrennung abgebrannt sind.

UND überhaupt: wir reden hier von Umrichterbetrieb (also variable 
Frequenz). Macht die Kondensator-Diskussion ohnehin überflüssig.
von Hardy F. (hflor)


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Giovanni schrieb:

> UND überhaupt: wir reden hier von Umrichterbetrieb (also variable
> Frequenz). Macht die Kondensator-Diskussion ohnehin überflüssig.

Nein, also meine Frage bezog sich auf das reine ein/aus eines 
Drehstrommotors ohne FU. Vorgeschaltet ist nur ein Anlaufstrombegrenzer. 
Aber mit variabler Leistungsaufnahme im engen Bereich (2-2,5kW).
von Udo S. (urschmitt)


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Giovanni schrieb:
> UND überhaupt: wir reden hier von Umrichterbetrieb (also variable
> Frequenz). Macht die Kondensator-Diskussion ohnehin überflüssig.

Es geht um einen Wechselrichter für Not/Inselbetrieb.
Das sind 50Hz.
von Uwe (neuexxer)


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Wenn der Motor samt Kondensatoren
am Festnetz hängt, gibt es
natürlich keine Spannungsüberhöhung.
Wird er abgeschaltet, gibt es ggf.
Transienten. Es ist aber in beiden
Fällen egal, ob 'vorher', bei 50 Hz,
auf 1,0 oder 0,9 kompensiert war.
von Michael B. (laberkopp)


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Hardy F. schrieb:
> Muß ich bei dieser Anlage dann noch Kondensatoren einbauen

Nein.

Der WR produziert den cosphi den die Last erzwingt.
ABER: sie kann nur 10kW bis 0.9 liefern, bei schlechtetem cosphi sinkt 
die abgebare Leistung.

Das alles ist irrelevant, da dein 2.13 kW Kompressor auf einer Phase 
arbeiten wird, da 12.5A zieht UND EINEN ANLAUFSTROM VON 40A hat. Und da 
schaltet der WR einfach ab und der Kompressor lâuft nicht an.

Dein Problem ist der Anlaufstrom, nicht der Blindstrom.
von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Michael B. schrieb:
> Das alles ist irrelevant, da dein 2.13 kW Kompressor auf einer Phase
> arbeiten wird, da 12.5A zieht UND EINEN ANLAUFSTROM VON 40A hat. Und da
> schaltet der WR einfach ab und der Kompressor lâuft nicht an.

Ein Laberkopp wie aus dem Buch....
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