Phasenanschnitt im 3-Leiter System: Belastung des N-Leiters

[Karls Q. (karlsquell)]

Hallo,

ich bräuchste mal eine Denkhilfe: Ich möchte den Ausfall von 
Heizstrahlern überwachen, die symmetrisch im Stern an einem 3-Leiter 
System hängen.
Der Denkansatz war wie folgt: Sind alle Strahler funktionstüchtig, so 
ist der Strom im Neutralleiter gleich Null. Fällt einer oder zwei aus, 
wird das Netz unsymmetrisch belastet und es kann ein Strom im N-Leiter 
gemessen werden.
Jetzt werden die Strahler aber auch noch per Phasenanschnitt gesteuert 
und wenn ich mir das in LT-Spice simuliere, sieht man deutlich, dass 
sich die Ströme nicht mehr aufheben. Dazu habe ich zwei Beispiele mit 0% 
und 50% Phasenanschnitt angehängt.

Im oberen Diagramm ist der Strom im N-Leiter (über R7) aufgetragen und 
darunter die drei Teilströme von den Heizwiderständen (R2, R4, R6).
Der Stromlaufplan ist mit dabei.

Hab ich einen groben Denkfehler oder ist eine Strombeurteilung im 
N-Leiter beim Phasenanschnitt zwecklos?!

Danke & Gruß
Karls Quell

[Karl B. (gustav)]

Hi,
Seite 12

https://www.gmc-instruments.ch/src/download/dDirty_Power.pdf

ciao
gustav

[Manfred (Gast)]

Karls Q. schrieb:
> Jetzt werden die Strahler aber auch noch per Phasenanschnitt gesteuert

Welcher Flegel baut sowas, versaut mit Vorsatz die Netzqualität?

> Hab ich einen groben Denkfehler oder ist eine Strombeurteilung im
> N-Leiter beim Phasenanschnitt zwecklos?!

Du hast keinen Denkfehler. Sobald die drei Heizelemente gesteuert sind, 
gibt eine Messung im N-Leiter kein sinnvolles Ergebnis.

Wenn Du sie per mechanischem Relais synchron ein / aus taktest, kann es 
klappen. Sobald ein Triac ins Spiel kommt, ist's vorbei - dann schlagen 
wieder die bösen 120° zu.

[Kevin M. (arduinolover)]

Dein mittlerer Strom im N sollte dennoch nahe 0 sein sofern alle an 
sind. Ich nehme Mal nicht an das du innerhalb von einer Netzperiode 
erkennen musst ob ein Heizer ausgefallen ist.

[Karls Q. (karlsquell)]

Karl B. schrieb:
> Hi,
> Seite 12
>
> https://www.gmc-instruments.ch/src/download/dDirty_Power.pdf
>
> ciao
> gustav
Danke für das Dokument. Hier wurde das Problem nochmal anschaulich 
beschrieben.

Manfred schrieb:
> Karls Q. schrieb:
>> Jetzt werden die Strahler aber auch noch per Phasenanschnitt gesteuert
>
> Welcher Flegel baut sowas, versaut mit Vorsatz die Netzqualität?
Es kommt noch besser... es ist zur Zeit gar nicht der N-Leiter 
angeschlossen, sondern nur vorbereitet und an einer Stelle die Brücke 
weggelassen. Soll heißen, wenn ein Strahler ausfällt, ist selbst bei 
100% Ansteuerung kein "ordentlicher" Stromfluss möglich. Dann teilt sich 
das schön auf zwei Phasen auf.

Ich war halt am überlegen, welchen Sinn das ganze macht.

[Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)]

Karls Q. schrieb:
> Ich war halt am überlegen, welchen Sinn das ganze macht.

Mach mal eine Simulation Ohne den N-Leiter.

Dan siehst du warum der N-Leiter nicht angehängt wurde.

Nur als kleiner Typ.

[Karls Q. (karlsquell)]

Patrick L. schrieb:
> Karls Q. schrieb:
>> Ich war halt am überlegen, welchen Sinn das ganze macht.
>
> Mach mal eine Simulation Ohne den N-Leiter.
>
> Dan siehst du warum der N-Leiter nicht angehängt wurde.
>
> Nur als kleiner Typ.

Das hab ich schon und es sieht gruselig aus!
Aber durch das Weglassen wird das Problem ja nur verschoben aber nicht 
behoben. Der Strom ist weiterhin weit von einer Sinusform entfernt, 
somit gibt es eine große Anzahl an Oberwellen und somit wird das Netz 
unnötig versaut.

Denn mit unnötig meine ich, dass man einen Thyristorsteller mit 
Phasenanschnitt gewählt hat, obwohl es ihn auch mit 
Schwingungspaketsteuerung gibt.

[Elektrofan (Gast)]

Grundsätzlich:
Fliessen in allen drei Phasen gleiche Oberschwingungsströme mit 3-facher 
Frequenz der Grundschwingung (in der Praxis mit meist mit fast gleicher 
Phase), heben die sich leider nicht auf, sondern addieren sich.
Das muss man ggf. berücksichtigen.

[Andrew T. (marsufant)]

Karls Q. schrieb:
> Jetzt werden die Strahler aber auch noch per Phasenanschnitt gesteuert

Ich vermute mal:

Die Steuerung per Schwingungspaketsteuerung  ist für Deine Anwendung 
keine Option?

Heizstrhler sind ja nun mal "langsam" reagierende Lasten, da müßte es 
nicht zwingend PAS sein.
Entstörung wird damit ebenfalls günstiger (sowohl von EMV als auch von 
den Kosten).

[Karls Q. (karlsquell)]

Es ist eine zugekaufte Maschine, wo die Frage auftauchte, wie man 
einfach einen Heizstrahlerausfall erkennen könnte. Während des Betriebs 
und ohne optische Sensorik.

Da war die Prüfung des Stroms im N-Leiter naheliegend. Da sich in der 
Maschine insgesamt 48 Stahler (16 pro Phase) befinden, würde man einen 
Ausfall eines Strahlers auch bei 10%iger Ansteuerung relativ einfach 
über den Neutralleiterstrom erkennen. So die Theorie...

[Karl B. (gustav)]

Andrew T. schrieb:
> Die Steuerung per Schwingungspaketsteuerung  ist für Deine Anwendung
> keine Option?

Hi,
Flackernde Lampen? Die EVUs geben da afaik "Höchstfrequenzen" vor.
Kann mich noch erinnern, wie der Nachbar an der Tür klingelte, wo ich 
damals Versuche mit derartigen Nullspannungstriacs machte.
Die Installationen sind leider oft nicht rückwirkungsfrei gestaltet.
Es gibt doch heute DLHs mit Paketsteuerung, und da flackert dann nichts?

ciao
gustav

[H. H. (Gast)]

Karl B. schrieb:
> Es gibt doch heute DLHs mit Paketsteuerung,

Erst seit 34 Jahren...



> und da flackert dann nichts?

Wenn das Netz nicht zu weich ist, und der DLH richtig installiert.

[H. H. (Gast)]

Karls Q. schrieb:
> Da sich in der
> Maschine insgesamt 48 Stahler (16 pro Phase) befinden, würde man einen
> Ausfall eines Strahlers

Würde auch ohne Phasenanschnitt nicht zuverlässig klappen. Das Netz darf 
dir ja schon einiges an Oberwellen liefern, da sind zusätzliche gar 
nicht nötig für einen deutlichen Neutralleiterstrom.