Messung an einem Synchrongenerator zeigt Neutralleiterstrom obwohl nur 3 Kabeln ?

[Mati K. (Gast)]

Hallo Leute,

ich stehe total auf dem Schlauch und komme nicht vorran. Ich bin gerade 
dabei eine Messung an einem Synchrongenerator durchzuführen. Ich muss 
jedoch ein Umweg nehmen und die Spannung an der 
Niederspannunghauptverteilung messen. Es sind genau 3 Leiter vorhanden 
und ich kann mir nicht erklären, warum das Messgerät mir ein Inull Strom 
und 230V Spannung Phase gegen N anzeigt ? Hat jemand vielleicht eine 
Idee?  Der Generator selber ist aufjedenfall Statorseitig 
Sterngeschaltet.

Beste Grüße

Mati

[Mati K. (Gast)]

Ach jaa im Handbuch vom Netzanalysator steht, dass man die 4. Kabel 
(Eigentlich Neutralleiter) auch an die zweite Phase dran muss. Also die 
zweite Pahse wird als Bezugspotential herangezogen.

[Mati K. (Gast)]

Ich glaube ich müsste mich Päziser ausdrücken. Ich war vorhin etwas 
häcktisch. Also ich bin mir nicht sicher ob ein Neutralleiter vorhanden 
ist. Wie auf dem Bild zusehen gibt es nur 3 Leiter L1 L2 und L3. Man 
kann den Netzanalysator auf 3 Phasig oder 4 leiter system einstellen. 
Wenn 3 leiter vorhanden sind, müsste ich laut Handbuch den 4. Kabel ( 
Der eigentlich an den Neutralleiter dran muss) an die Phase zwei. Das 
heißt in diesem Fall wird einer der drei Phasen als Bezugs-Potential 
herangezogen. Und ich verstehe trotzdem nicht , warum er ein Inull misst 
und 230V zwischen jeder Phase gegen Neutralleiter.

[wendelsberg (Gast)]

Schaltplan?
Was misst Du an welchen Stellen im Stromkreis?

wendelsberg

[Mati K. (Gast)]

wendelsberg schrieb:
> Schaltplan?
> Was misst Du an welchen Stellen im Stromkreis?

Siehe Anhang. Also messe ich hier doch direkt die generatorspannung auf 
feld 5? Die drei kabeln befinden sich unten in dem Schaltschrank.

[Panorama (Gast)]

Hallo,

wäre es nicht sinnvoller für deine Bachelorarbeit nur ein Thema zu 
eröffnen?
Beitrag "Oberwellenanalyse eines Synchrongenerators"
Beitrag "Spannungsqualität am Stromnetz ermitteln"
Beitrag "Verschiebungswinkel zeigt kapazitiv und Graph zeigt induktiv"

Mati K. schrieb:
> Es sind genau 3 Leiter vorhanden

Hmmm... Ich seh wohl 1,3-fach, oder so. Ist schon spät.
https://www.mikrocontroller.net/attachment/252634/20150303_073259.jpg

Welches Messgerät verwendest du?

[Magic S. (magic_smoke)]

Fakt ist, daß der Sternpunkt bei einem Generator im Inselnetz geerdet 
sein muß, damit er 230/400V erzeugen kann. Erzeugt er nur 400V 3AC, dann 
steht irgenwo ein Trafo, der sekundärseitig in Sternschaltung läuft und 
dessen Sternpunkt geerdet ist. Adernfalls hinge der Neutralleiter bei 
230V in der Luft und somit hätte man keine 230V. Ein 230V-Gerät zwischen 
zwei Phasen geklemmt hält meistens nicht sehr lange.

[Mati K. (Gast)]

Hallo Zusammen,

danke erst mal für die Antworten.

Panorama schrieb:
> Welches Messgerät verwendest du?

Hab mit nem Netzanalysator GSC53A gemessen. Ist ein ziemlich altes 
Gerät.

Panorama schrieb:
> Mati K. schrieb:
>> Es sind genau 3 Leiter vorhanden
>
> Hmmm... Ich seh wohl 1,3-fach, oder so. Ist schon spät.

Also pro Phase sind 3 Kabeln vorhanden, wahrscheinlich pro Phase 
aufgeteilt in 3 Kabeln.

magic smoke schrieb:
> Erzeugt er nur 400V 3AC, dann
> steht irgenwo ein Trafo, der sekundärseitig in Sternschaltung läuft und
> dessen Sternpunkt geerdet ist.

Ich könnte das auch nur so erklären. Aber er mißt ja trotzdem 230V gegen 
N. Kann man den auch gegen Lust messen?

[Mati K. (Gast)]

ich korrigiere: Kann man den auch gegen Luft messen ? Und wie mißt er 
Inull ? Also den Neutralleiterstrom , wenn kein Neutralleiter 
angeschloßen ist?

[Panorama (Gast)]

Mati K. schrieb:
> Also pro Phase sind 3 Kabeln vorhanden, wahrscheinlich pro Phase
> aufgeteilt in 3 Kabeln.

Das solltest du mal abklären.

Außerdem sehe ich noch immer 1,3-fach. Was ist mit den blauen Adern? 
Hängen die da nur so rum?

[Sync (Gast)]

Mati K. schrieb:
> Kann man den auch gegen Luft messen ?

Das kommt davon wenn man keinen Schaltplan zeichnet,
keine Lust verspürt die BAL des Messgeätes zu liefern.

Ich bin gerne faul (und werde es bei soviel "Input" bleiben).
Ich schreibe aber auch keine Bachelorarbeit.

[Mati K. (Gast)]

Hallo zusammen,

ich hatte mich jetzt lange nicht mehr gemeldet. Ich habe nun eine 
erneute Messung durchgeführt.

Sync schrieb:
> Das kommt davon wenn man keinen Schaltplan zeichnet,
> keine Lust verspürt die BAL des Messgeätes zu liefern.

Es ist momentan wirklich schwierig, den IST Zustand zu ermitteln, weil 
ich der erste bin, der sich mit diesem Synchrongenerator beschäftigt und 
ja ich habe ein BAL. Es ist nun so:

Ich habe 9 Kabeln also 3 pro Phase und kann die Spannungen L1, L2 und L3 
abgreifen (Wahrscheinlich aufgrund von Materialkosten um dicke Kupfer zu 
vermeiden). Das Messgerät zeigt mir Spannungen gegen N an. Da kann es 
sein, dass der Netzanalysator selber einen künstlichen Sternpunkt 
erstellt und dagegen misst, was anderes kann ich mir jetzt auch nicht 
denken.

Messung: Ich habe alles angeschloßen wie auf dem bild im Anhang zu 
sehen. 3 klemmen an L1-3 und den letzten an L2 (3 Leiter System 
gewählt). Eine andere Variate wäre ja den letzten an N anzuschließen und 
4 Leitersystem zu wählen (Was hier nicht der Fall wäre).

Jetzt habe ich mir ein paar Sachen mal ausgerechnet. In dem Bild im 
Anhang habe ich versucht die Ströme I1 bis I3 zu berechnen. Dabei habe 
ich mit den Effektivwerten der Grundschwingungen der Ströme gerechnet(Ob 
das so richtig ist weiß ich nicht). Ich habe versucht herauszufinden, 
wie er auf den Strom im Neutralleiter kommt. I null= 638.05A. Ich habe 
dabei die Effektivwerte der Grundschwingungen genommen und habe versucht 
den Nullphasenwinkel rauszulesen (ob ich das richtig rausgelesen habe 
weiß ich hier auch nicht). Bei I1 -> 31.18°, I2-> 85° und I3-> 206.93°. 
Ich war mir nicht sicher, wie man Ihm abliest. Jetzt mal von I1 (rot) 
aus gesehen, muss ich den Nullphasenwinkel vom Nulldurchgang (Negativ in 
den Positiven Wertebereich) bis zurück zum koordinatenursprung messen 
oder vom Nulldurchgang vorwärts zum Koordinatenursprung ? Wenn ich die 
Koplexe Knotengleichung (I1 + I2 + I3 = I null) in den Taschenrechner 
eingebe, kommt bei mir ein Effektivwert von ungefähr 10 raus. Was habe 
ich da falsch gerechnet ? Wäre das besser das rauszufinden oder soll ich 
mich nicht damit beschäftigen, weil ja eh kein Neutralleiter zu sehen 
ist ?

[Heinz V. (heinz_v)]

Ist es vll ein TN-C Netz das der Generator speist? Dann ist Gelb-Grün 
ein PEN Leiter (korrekterweise hätte der Elektriker alle 10cm einen 
Streifen blaues Isoband um den Gelb-Grün wickeln sollen), also bis zu 
den Unterverteilungen ist der PE gleichzeitig der N Leiter.

[Mati K. (Gast)]

Hallo Heinz V.,

Heinz V. schrieb:
> Ist es vll ein TN-C Netz das der Generator speist? Dann ist Gelb-Grün
> ein PEN Leiter (korrekterweise hätte der Elektriker alle 10cm einen
> Streifen blaues Isoband um den Gelb-Grün wickeln sollen

redest du hier von den Stromkurven was meinst du genau mit Gelb-Grün? Es 
sind leider keine andere Leiter zu sehen außer L1 L2 und L3.

[Mati K. (Gast)]

Hier nochmal die Anschlüsse die ich vorgenommen habe. ich habe die erste 
Klemme an die Schrauben der jeweiligen Phasen dran geklemmt und die 
vierte Klemme an nochmal an phase 2 angeschlossen, wie in der BAL 
beschrieben. Die Stromzangen habe ich um die drei Kabel der jeweiligen 
Phase angeschlossen. Oder könnte einer der drei kabeln der neutralleiter 
sein ?

[Dominik J. (d-r-j)]

Rechne bei deinen Scope Bild die Ströme zusammen.
An der markierten Stelle Gleichen sich die Ströme der 3 Phasen nicht 
aus.

Also nimmt das Messgerät wohl an, das der Strom der ja irgendwo fließen 
muss, durch den nicht gemessenen Neutralleiter fließt.

Zusammengerechnet aus den Werten von spannung_strom.JPG : 653 Ampere
Stimmt ja mit den angegebenen 638 Ampere ziemlich überein.


Wenn es wirklich keinen irgendwo verbundenen Sternpunkt gibt, muss es 
sich wohl um einen Messfehler handeln.

[Panorama (Gast)]

Ich wiederhole mal meine Frage:

Panorama schrieb:
> Was ist mit den blauen Adern? Hängen die da nur so rum?

Bitte um Antwort :)

[Heinz V. (heinz_v)]

Aha, das sind Starkstromkabel bei denen das Geflecht der PE bzw. PEN 
Leiter ist (so lernt man(n) Zöpfe flechten), sollte dein Generator kein 
sehr exotisches Dreileiter IT (Isolatet Terra, nicht 
Informationstechnik) Netz betreiben, dann dürfte das der PEN Leiter 
sein.

Netzformen:

http://www.schmidbauer.net/service/technische-informationen/elektrische-netzformen.html

Edit: Link hinzugefügt

[Panorama (Gast)]

Nochmal mit Pfeil. Wofür sind die?

[Mati K. (Gast)]

Danke erstmal für die schnellen Antworten,

Dominik J. schrieb:
> Zusammengerechnet aus den Werten von spannung_strom.JPG : 653 Ampere
> Stimmt ja mit den angegebenen 638 Ampere ziemlich überein.

Die Werte der einzelnen Phasen: I1=619.307, I2=627.958 und I3=632.355 
sind Effektivwerte. Die im scope angegebenen werte sind Augenblickwerte 
der Ströme und können doch nicht einfach so mit Effektivwerte verglichen 
werden oder ? I null ist auch ein Effektivwert oder sehe ich das falsch 
?

Panorama schrieb:
> Ich wiederhole mal meine Frage:
>
> Panorama schrieb:
>> Was ist mit den blauen Adern? Hängen die da nur so rum?
>
> Bitte um Antwort :)

Die unteren Kabeln hängen dort in der Luft :) also da ist nichts 
angeschloßen. Ich könnte da mal am Freitag nochmal genauer nachschauen. 
Soweit ich weiß war da nichts angeschlossen.

Heinz V. schrieb:
> Aha, das sind Starkstromkabel bei denen das Geflecht der PE bzw. PEN
> Leiter ist (so lernt man(n) Zöpfe flechten), sollte dein Generator kein
> sehr exotisches Dreileiter IT (Isolatet Terra, nicht
> Informationstechnik) Netz betreiben, dann dürfte das der PEN Leiter
> sein.

Also kann man ihn auch als Neutralleiter ansehen ? wo schließe ich denn 
dort meine Klemmen an ?

[Heinz V. (heinz_v)]

Mati K. schrieb:
> Also kann man ihn auch als Neutralleiter ansehen ? wo schließe ich denn
> dort meine Klemmen an ?

Ein PEN Leiter ist gleichzeitig PE und N. Was Versorgt der Generator 
denn? Ist das ein BHKW? Wo führt das Geflecht hin? Ist dort nur das 
Schaltschrankgehäuse und eine PE Schine geerdet, oder führt von dort 
eine Blaue Leitung fort? Steht die Netzform evtl. in der 
Anlagendokumentation, oder auf dem Typenschild? Ich persönlich kenne 
keinen Fall wo kein N Leiter erforderlich wäre.

[Mati K. (Gast)]

Der Synchrongenerator versorgt (angetrieben von einem 8 Zylinder 
Dieselmotor) im Notbetrieb (Ausfall der AV) ein wichtigen Teil eines 
Rechenzentrums. Die Messungen fanden nur im Rahmen eines Probebetriebes 
statt (Im Netzparallelbetrieb zur AV). Am kommenden Freitag findet 
erneut ein Probetrieb statt. Ich werde mal genauer auf das Geflecht und 
die freiliegenden Blauen Kabeln achten und ein foto mal Anhängen.

[Dominik J. (d-r-j)]

Mati K. schrieb:
> Die Werte der einzelnen Phasen: I1=619.307, I2=627.958 und I3=632.355
> sind Effektivwerte. Die im scope angegebenen werte sind Augenblickwerte
> der Ströme und können doch nicht einfach so mit Effektivwerte verglichen
> werden oder ? I null ist auch ein Effektivwert oder sehe ich das falsch
> ?

Du hast recht, die Werte kann man nicht einfach vergleichen. Ich wollte 
nur aufzeigen wie das Messgerät auf den Neutralleiterstrom kommen kann.

Aber zu dem Zeitpunkt stimmen die Angaben ziemlich überein.

[Mati K. (Gast)]

Hallo alle zusammen,

ich habe nun eine Messung durchgeführt und mir das ganze nocheinmal 
angeschaut und siehe da, es ist ein PEN Leiter vorhanden. Ich habe 
nochmals gemessen siehe Anhang. Ich verstehe nur nicht was nun mit dem 
Leistungsfaktor los war ? Die erste phase zeigt ein faktor von 0.382 ? 
da wird ja kaum was von der Scheinleistung verbraten ?  die zweite Phase 
eben so. Die dritte sieht realistischer aus. Er zeigt mir auch in der 
ersten Phase den Leistungsfaktor kapazitiv an ? obwohl die Spannung 
voreilt ! wieso ist das so oder macht das messgerät mir faxen ? Die 
stimmen auch nicht. Die zweite phase angeblich induktiv aber hier eilt 
die spannung nach ? Und wie berechne ich jetzt genau Inull ? wie kommt 
er auf den wert ? Ich habe die effektivwerte der Ströme mit dem 
ensprechenden Phasenwinkeln komplex addiert und ich komme auf werte 
zwischen 20A und  30 A was mache ich da falsch ?

[Peter R. (pnu)]

Das phasenrichtig addieren usw. passiert richtig nur bei reinem Sinus. 
Hier ist die Amplitude der 3. Harmonischen ja fast 50%, was den Strom 
belangt, da man da nahe an die Sättigung des Eisens herankommt.

Bei einem Anteil der 3. Harmonischen, wie er hier vertreten ist, werden 
die Ergebnisse ziemlicher Unsinn, wenn man (als Mittelwerte gewonnene) 
Messwerte ahnungslos addiert.

Zum Beispiel haben die dritten Harmonischen des Stroms in 
Drehstromsystem eine Phasenverschiebung zueinander von 3x120Grad, 
addieren sich also in Neutralleiter direkt. I-Null der Oberwellen ist 
dann das Dreifache einer einzelnen Phase.

[Mati K. (Gast)]

Peter R. schrieb:
> I-Null der Oberwellen ist dann das Dreifache einer einzelnen Phase

Was meinst du genau damit ? Könntest du mir das genauer erklären ?  Die 
steöme sind ja aber nicht genau 120 voneinander verschoben. Das heißt 
doch dass auch die grundschwingungen der einzelnen ströme sich im 
neutralleiter addieren oder ? Wie würdest du die ströme der phasen 
komplex beschreiben ? Wenn ich jetzt die soannung U1 auf die reelle 
achse lege muss ich dann den strom I1die phasenverschiebung zu u1 
betrachten oder kann ich I1 auch auf die reele  Achse legen unabhängig 
von den Spannungen ?

[Peter R. (pnu)]

Z.B. gibt es in der Maschine dann zwei Drehfelder, eines mit 50Hz und 
eines mit 150Hz rotierend. Die durch die Last zusätzlich entstehende 
Phasenverschiebung wird dann die Phasenverschiebungen in den drei Phasen 
munter durcheinander bringen. (einfach grauenhaft!)

In einem Dreiphasentrafo in Dreieckschaltung bildet z.B. die 
3.Harmonische nicht die Spannung Null, wie bei der Grundwelle, sondern 
das Dreifache der Oberwellenspannung. Beim Schließen des Dreiecks 
entsteht dann für die Oberwellen ein Kurzschluss.

Eventuell kann man das mit einem Simulatorsystem nachstellen in dem man 
eine 50Hz-Quelle und eine 150Hz-Quelle für jede Phase geschaltet hat und 
dann mit den Phasenverschiebungen spielt.

Ich weiß zwar, dass wegen des hohen Oberwellenanteils schaurige 
Messwerte entstehen, muss aber bezüglich irgendwelcher Lösungsvorschläge 
passen.

 Das geht wohl nur, wenn man genau weiß, was man messen will und 
meistens auch nur bei einer einfachen Schaltung, in der nicht 
irgendwelche andre Lasten mitmischen wie z.B. in einer Verteilung.

Nicht umsonst stellen sich die EVUs so zickig an, wenn der 
Oberwellenanteil im Netz zu hoch wird.

Schade, dass ich da nicht helfen, sondern nur "schwierig, schwierig" 
unken kann.