messwandler

Messwandler 2

Messwandler 2

Die REDUR Messwandler 2 GmbH verfügt über mehr als 40 Jahre Know-How in der Stromwandlerfertigung. So wundert es nicht, dass im Laufe der Zeit zwei verschiedene Wandlerserien entstanden sind, die altbewährte klassische Serie IPNG und die neue Serie Regulus, in die ständig Neuerungen und Kundenwün-sche einfließen und die laufend ergänzt wird.

 

Der neue Messwandler-2  katalog ist zweisprachig, um unseren Aktivitäten über die deutschen und europäischen Grenzen hinaus gerecht zu werden. Trotz dieses weltweiten Engagements haben wir natürlich nicht versäumt, für unsere bisherigen Kunden die bekannten REDUR-Vorteile zu erhalten und weiter auszubauen. Als Kunde werden Sie unsere schnelle Lieferzeit (meist ab Lager), die vorzügliche und konstante Qualität, das hervorragende Preis-Leistungs-Verhältnis, unseren guten Kundenservice und unsere Beratung und Unterstüt-zung bei der Suche nach individuellen Lösungen zu schätzen wissen.

Der hohe Qualitätsanspruch spiegelt sich nicht zuletzt auch in der Errichtung unserer eigenen Eichabfertigungsstelle wider.

STROMWANDLER

werden hauptsächlich dort eingesetzt, wo Ströme nicht direkt gemessen werden können. Sie sind Sonderformen von Transformatoren, die den Primärstrom in einen (meistens) kleineren Sekundärstrom übersetzen und Primär- und Sekundär-kreis galvanisch voneinander trennen. Durch die physikalisch bedingte Sättigungs-erscheinung des Kernmaterials erreicht man zusätzlich einen Schutz des Sekun-därkreises vor zu hohen Strömen.

Grundsätzlich kann man zwischen Einleiter-Stromwandlern und Wickel-Stromwandlern unterscheiden. Der häufigste Vertreter der Einleiter-Stromwandler ist der Aufsteck-Stromwandler, der auf den stromführenden Leiter gesteckt wird und damit einen Transformator mit einer Primärwindung (und Sekundärwindungen entsprechend der Übersetzung) bildet.

Das Leistungsvermögen eines Stromwandlers hängt ab von der Übersetzung und dem Querschnitt des Eisenkerns. Ist der Primärstrom (und damit die magne-tische Durchflutung = n . I) zu klein, muss ein Einleiter-Stromwandler mit einer höheren Übersetzung zur Anwendung kommen, bei dem man den Primärstrom durch Aufbringen mehrerer Primärwindungen “scheinbar” erhöht. So entsteht ein Wickel-Stromwandler.

Die Anschlüsse der Primärwicklung sind mit “K” und “L” oder “P1” und

“P2” bezeichnet und die Anschlüsse der Sekundärwicklung mitkundloder“s1” und “s2”. Die Polung hat dabei so zu erfolgen, dass die Energief-lussrichtung von K nach L verläuft.

 

messwandler

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Messwandler

in letzter Zeit wird hier zunehmend das Thema PV-Thermie und in diesem Zusammenhang das Problem der Überschussreglung diskutiert. Ich hatte dieses Problem auch und habe deshalb einen Messwandler gebaut, der unabhängig von der sonst vorhandenen Technik den Bezug und die Einspeisung messen und außerdem einen Dimmer ansteuern kann. Irgendwann später sollen dann der Dimmer und der Heizstab gegen einen bidirektionalen Batteriewechselrichter getauscht werden.

Falls für den einen oder anderen von Euch das Selberbasteln eine Option ist, stelle ich hier gern alle Details zur Verfügung.
Hintergrund
: Ich betreibe eine kleine Anlage mit 2,45 KWp außerhalb des EEG, also privat und ohne Einspeisevergütung. Da liegt es nahe zu überlegen, wie man das Verschenken von Überschüssen vermeiden kann.
Da mir der VNB natürlich einen Zähler mit Rücklaufsperre eingebaut hat, hatte ich außerdem das Problem, dass ich kein Verbrauchsmonitoring mehr betreiben konnte, da die momentane Einspeisung ja nicht bekannt war. Weil also sowohl gemessen als auch geregelt werden sollte, kam eine Lösung mit S0-Zähler nicht in Betracht, weil die zeitliche

Auflösung gerade bei kleinen Leistungen (Regelabweichungen) völlig ungenügend ist. Und weil es außerdem noch billig sein (und Spaß machen) sollte, habe ich eine einfache Schaltung entwickelt, deren analoge Ausgangssignale dann mit einem AD-Wandler gemessen werden bzw. direkt einen Dimmer ansteuern.
Falls nur geregelt werden soll, wird der AD-Wandler natürlich nicht gebraucht und auch der Schaltungsaufwand verringert sich etwas.

Das Bild zeigt einen Test des Regelverhaltens. Anstelle des künftigen Heizstabs wurde ein Heizstrahler mit 900W parallel mit einer 100W Glühbirne betrieben.(Die Leistung könnte natürlich auch größer sein.) Die Glühbirne vermittelt einen unmittelbaren Eindruck von der Regelgeschwindigkeit. Was im Bild leider noch fehlt, ist die gesonderte Kurve für die Regelleistung; den S0-Zähler dafür muss ich erst erst noch einbauen. Im Bild wird der DumpLoad also noch als Bestandteil des Verbrauchs dargestellt.
Ich bin von hohen Bäumen umzingelt, aber gestern hat die Sonne dann doch zweimal mein Dach erreicht. In der Zeit von 12:40 bis 13:40 findet Einspeisung (grün) von bis zu 1,3 KW statt, was die Messfunktion der Schaltung demonstriert. Der Verbrauch (blau) ergibt sich aus der Differenz von PV (gelb) und Einspeisung.

In der zweiten Sonnenphase nach 14:30 habe ich dann die Regelleistung von 1KW zugeschaltet. Man sieht, dass daraufhin die Einspeisung einen Maximalwert von 50W nicht mehr überschreitet. Diese maximale Regelabweichung ergibt sich aus der Schaltungsdimensionierung und ist unabhängig von der maximalen Regelleistung (Heizstableistung).

Der Gesamtverbrauch folgt im Weiteren unmittelbar der PV-Leistung. So um 15:10 haut mal die Kaffeemaschine dazwischen, so dass Strom bezogen (magenta) werden muss und nach 16:30 reicht die PV-Leistung schließlich nicht mehr aus, um den Verbrauch zu decken.

Spannungswandler

stromwandler

Stromwandler – Technische Begriffe

Stromwandler  Technische Begriffe

Stromwandler sind Spezialtransformatoren zur proportionalen Umsetzung von Strömen großer Stromstärken auf direkt messbare, kleinere Werte. Bedingt durch ihren konstruktiven Aufbau, sowie ihr physikalisches Wirkprinzip, wird eine sichere galvanische Trennung zwischen Primärkreis und Messkreis erzielt.

 

Primärer Bemessungsstrom:  Wert des primären Stromes, der den Stromwandler kennzeichnet und für den er bemessen ist.

Sekundärer Bemessungsstrom: Wert des sekundären Stromes, der den Stromwandler kennzeichnet und für den er bemessen ist.

Bemessungsleistung: Wert der Scheinleistung (in [VA] bei festgelegtem Leistungsfaktor), die der Wandler bei sekundärem Bemessungsstrom und Bemessungsbürde an den Sekundärkreis abgeben kann

Bemessungsübersetzung: Verhältnis des primären Bemessungsstromes zum sekundären Bemessungsstrom. Die Bemessungsübersetzung eines Stromwandlers wird auf dem Leistungsschild als ungekürzter Bruch angegeben

Bürde : Impedanz des Sekundärkreises, ausgedrückt in Ohm mit Angabe des Leistungsfaktors

Bemessungsbürde: Wert der Bürde, auf dem die Genauigkeitsangaben des Stromwandlers beruhen.

Bemessungsfrequenz:  Wert der Frequenz, der der Bemessung des Stromwandlers zugrunde liegt

Genauigkeitsklasse:  Angabe für einen Stromwandler, dass dessen Messabweichungen unter vor geschriebenen Anwendungsbedingungen innerhalb festgelegter Grenzen liegen

Fehlwinkel:  Winkeldifferenz zwischen dem primären und sekundären Stromzeiger. Dabei ist die Richtung der Zeiger so gewählt, dass bei einem idealen Stromwandler der Fehlwinkel gleich Null ist.

Strommessabweichung:  Messabweichung, die ein Stromwandler bei der Messung eines Stromes verursacht und die sich daraus ergibt, dass die tatsächliche Übersetzung von der Bemessungsübersetzung abweicht. Die in Prozent ausgedrückte Strommessabweichung wird nach folgender Formel berechnet:

 

Fi [%] =(K x 100 n Is – Ip) /  Ip

 

Fi = Strommessabweichung in %

Kn = Nennübersetzung

Ip = tatsächlicher primärer Strom

Is = tatsächlicher sekundärer Strom, wenn Ip unter Messbedingungen fließt

 

Höchste Spannung für Betriebsmittel Um:  Effektivwert der höchsten Leiter-Leiter-Spannung, für die ein Messwandler im Hinblick auf seine Isolation bemessen ist.

 

Gesamtmessabweichung:  Im stationären Zustand der Effektivwert der Differenz zwischen:

a) den Augenblickswerten des Primärstromes und

b) den Augenblickswerten des mit der Bemessungsübersetzung multiplizierten tatsächlichen sekundären

Stromes, wobei die positiven Vorzeichen des primären und sekundären Stromes der Vereinbarung für die

Anschlussbezeichnungen entsprechen.

Die Gesamtmessabweichung FG wird im Allgemeinen in Prozent der Effektivwerte des primären Stromes nach folgender FG berechnet:

Gesamtmessabweichung

 

Kn = Bemessungsübersetzung

Ip = Effektivwert des primären Stromes

ip = Augenblickswert des primären Stromes

is = Augenblickswert des sekundären Stromes

T = Periodendauer

 

Bemessungs-/ Begrenzungsstrom [Ipl]:  Wert des niedrigsten primären Stromes, bei dem bei sekundärer Bemessungsbürde die Gesamtmessabweichung des Stromwandlers gleich oder größer 10 % ist.

Überstrom-Begrenzungsfaktor (FS):  Verhältnis des Bemessungs-Begrenzungsstromes zum primären Bemessungsstrom.

Thermischer BemessungsDauerstrom [Icth]:  Wert des Dauerstromes in der Primärwicklung, bei dem die Übertemperatur den in der Norm festgelegten Wert nicht überschreitet, wobei die Sekundärwicklung mit der Bemessungsbürde belastet ist.

Thermischer BemessungsKurzzeitstrom [Ith]:  Effektivwert des primären Stromes, dem der Stromwandler für die Dauer von 1 Sekunde bei kurzgeschlossener Sekundärwicklung ohne Beschädigung standhält.

Bemessungs-Stoßstrom [Idyn]:  Scheitelwert des primären Stromes, dessen elektromagnetische Kraftwirkung der Strom wandler bei kurzgeschlossener Sekundärwicklung ohne elektrische und mechanische Beschädigung standhält.

Offenspannung“ von Stromwandlern:  Stromwandler, welche nicht direkt mit einem Verbraucher beschaltet werden, müssen aus Sicherheitsgründen sekundärseitig kurzgeschlossen werden! Ein sekundärseitig offen betriebener Stromwandler induziert an seinen Sekundärklemmen sehr hohe Scheitelspannungswerte. Die Beträge dieser Spannungen können, abhängig von der Dimensionierung des Stromwandlers, Werte bis zu einigen Kilovolt erreichen und stellen somit eine Gefahr für Personen und die Funktionssicherheit des Wandlers dar. Aus Sicherheitsgründen, sowie zur Vermeidung einer im sekundärseitigen Offenbetrieb eintretenden Magnetisierung des Kerneisens, soll ein Offenbetrieb generell vermieden werden.

Erdung von Sekundärklemmen:  Gemäß DIN VDE 0141 (01/2000) Absatz 5.3.4, sind Strom- und Spannungswandler für Nennspannungen ab Um = 3,6 kV sekundärseitig zu erden. Bei Niederspannung (Um  1,2 kV) kann eine Erdung entfallen, sofern die Wandlergehäuse über keine großflächig berührbaren Metallflächen verfügen.

Primärschienenquerschnitte:  Die geometrischen Abmessungen der Primärleiteröffnungen unserer Stromwandler sind nur bedingt für die tatsächliche Auslegung der Nennstrombereiche maßgebend. Der Sammelschienenquerschnitt darf im Bereich der Primärleiterdurchführung des Wandlers kleiner bemessen werden, wenn sichergestellt ist, dass die hiervon verursachte Übertemperatur sicher über die Anschlussquerschnitte der angrenzenden Sammelschienen abgeführt wird.

Sonderausführungen:  auf Anfrage