Strombelastbarkeit und Leistungsfaktor
Andreas Poprawa
ich habe mal folgende Frage:
Wenn ich nach dem Nennstrom eines induktiven Verbrauchers (z.B.
Drehstromasynchronmotor) aus einer Strombelastbarkeitstabelle einen
Kabelquerschnitt aussuche, verwende ich dann den Wirkstrom des Motors oder den
Scheinstrom?
Praktisch würde ich wahrscheinlich mit dem Scheinstrom vergleichen und wäre dann
auf der sicheren Seite, aber wie ist das theoretisch?
Der Spannungsfall auf der Leitung errechnet sich doch auch nur nach der
übertragenen Wirkleistung ... und der Spannungsfall ruft dann auch eine Erwärmung
hervor, oder?
MfG
Andreas
--
_____________________________________________________________
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Ingo Horn
>Hi,
[..]
>Praktisch würde ich wahrscheinlich mit dem Scheinstrom vergleichen und wäre dann
>auf der sicheren Seite, aber wie ist das theoretisch?
Genauso.
>Der Spannungsfall auf der Leitung errechnet sich doch auch nur nach der
>übertragenen Wirkleistung ... und der Spannungsfall ruft dann auch eine
Erwärmung
>hervor, oder?
Der Spannungsabfall auf der Leitung errechnet sich durch den gesamten (Schein-
)strom.
Hth Ingo
Michael Kauffmann
> Der Spannungsabfall auf der Leitung errechnet sich durch den gesamten (Schein-
> )strom.
Auf der gesamten Leitung von der Spannungsquelle bis zum Verbraucher.
Aber auf dem letzten Stück, das man wohl meistens dimensioniert?
Michael Kauffmann
Uwe Hercksen
wrote:
>ich habe mal folgende Frage:
>Wenn ich nach dem Nennstrom eines induktiven Verbrauchers (z.B.
>Drehstromasynchronmotor) aus einer Strombelastbarkeitstabelle einen
>Kabelquerschnitt aussuche, verwende ich dann den Wirkstrom des Motors oder den
>Scheinstrom?
Hallo,
was fliesst den in dem Kabel beim induktiven Verbraucher?
Der Wirkstrom alleine? Nein
Der Blindstrom alleine? Nein
Beide zusammen als die vektorielle Addition von Wirk- und Blindstrom?
Ja, denn diesen Strom würde ja auch ein Strommessgerät anzeigen. Und
genau dieser Strom erwärmt das Kabel, deshalb muss auch der
Kabelquerschnitt dazu passen.
Diesen wirklich im Kabel fliessenden Strom Scheinstrom zu nennen finde
ich ziemlich verwirrend, Strom gefällt mir da besser.
Tja das kommt davon wenn man den komplexen Widerstand Scheinwiderstand
nennt. ;-)
Bye
--
Uwe Hercksen
Elektronikwerkstatt Universität Erlangen-Nürnberg
Cauerstr. 5 D91058 Erlangen
Manuel Buff
>Hi,
>
>
>ich habe mal folgende Frage:
>Wenn ich nach dem Nennstrom eines induktiven Verbrauchers (z.B.
>Drehstromasynchronmotor) aus einer Strombelastbarkeitstabelle einen
>Kabelquerschnitt aussuche, verwende ich dann den Wirkstrom des Motors oder den
>Scheinstrom?
Du verwendest den Scheinstrom, wobei meiner Ansicht nach "Scheinstrom" hier das
falsche Wort ist. Dieser Strom scheint nicht zu fliessen, er fliesst!
>Praktisch würde ich wahrscheinlich mit dem Scheinstrom vergleichen und wäre
dann
>auf der sicheren Seite, aber wie ist das theoretisch?
Halte Dir mal folgendes vor Augen: In Deiner Leitung fliesst nur EIN Strom. Die
Aufspaltung in Wirk- und Blindkomponente ist eine theoretische Sache, die nur die
Berechnung vereinfacht. Diese Aufspaltung kommt nur dadurch zustande, dass der
Strom gegenüber der Spannung in der Phase verschoben ist.
>Der Spannungsfall auf der Leitung errechnet sich doch auch nur nach der
>übertragenen Wirkleistung ... und der Spannungsfall ruft dann auch eine
Erwärmung
>hervor, oder?
Angenommen, Du hast eine Leitung mit rein Ohmschen Widerstand, dann berechnest
Du den Verlust nach P=I*I*R. Für I setzt Du den Strom ein, der durch den Leiter
fliesst, nicht Wirk- oder Blind-, sondern Gesamt!
Manuel
Andreas Poprawa
"Ingo Horn" <Ingo...@web.de> wrote:
>Der Spannungsabfall auf der Leitung errechnet sich durch den gesamten (Schein-
>)strom.
?
Wenn ich jetzt zum nächstbesten Tabellenbuch (Friedrich Tabellenbuch
Elektrotechnik / Elektronik) greife, lese ich unter Spannungsverlust (Drehstrom
mit Blindlast):
U = 1,73 * l * I * cos phi / (gamma * A)
I*cos phi ... ist das nicht der Wirkanteil?
MfG Andreas
Manuel Buff
>Wenn ich jetzt zum nächstbesten Tabellenbuch (Friedrich Tabellenbuch
>Elektrotechnik / Elektronik) greife, lese ich unter Spannungsverlust (Drehstrom
>mit Blindlast):
>U = 1,73 * l * I * cos phi / (gamma * A)
>
>
>I*cos phi ... ist das nicht der Wirkanteil?
>
Wenn DU zum nächtbesten Tabellenbuch greifst und blind irgendeine Formel nimmst,
wird das wohl nichts.
Zunächst: Dein "gamma" ist wohl eher ein "kappa" und ist dann der spezifische
Leitwert Deines Leiters.
Dann ergibt l / (kappa * A) den ohmschen Widerstand des selben.
1,73 klingt für mich stark nach sqrt(3), d.h. Du redest da wohl von einem 3-
Phasensystem.
cos (phi) deutet irgendwie auf eine Berechnung des Wirkanteils hin, aber was die
soll ist für mich fraglich.
Durch Deinen Leiter fliesst (wie schonmal erwähnt) nur ein Strom. Dieser wird
dumerweise von manchen "Scheinstrom" genannt, obwohl das der einzigste reale
(nicht reelle) Strom ist. Blind- und Wirkstrom sind Ströme, die nur in der
Theorie existieren.
Dein Gesamtstrom ist also für den Spannungsabfall verantwortlich. Und der
berechnet sich nach U = R * I (bei rein ohmschem Widerstand) Wenn natürlich Dein
Strom gegenüber deinem Bezugssystem phasenverscoben ist, dann ist der
Spannungsabfall auf der Leitung um den selben Winkel gegenüber dem Bezugssystem
verschoben.
Bei kapazitiven oder induktiven Anteilen in der Leitung ist "R" durch "Z", also
die Impedanz zu ersetzen. Dann entsteht auf Deiner Leitung eine zusätzliche
Phasenverschiebung.
Manuel
Ingo Horn
>"Andreas Poprawa" <pop...@web.de> wrote:
>
>
>>Wenn ich jetzt zum nächstbesten Tabellenbuch (Friedrich Tabellenbuch
>>Elektrotechnik / Elektronik) greife, lese ich unter Spannungsverlust (Drehstrom
>>mit Blindlast):
>>U = 1,73 * l * I * cos phi / (gamma * A)
>>I*cos phi ... ist das nicht der Wirkanteil?
>Wenn DU zum nächtbesten Tabellenbuch greifst und blind irgendeine Formel
nimmst,
>wird das wohl nichts.
>Zunächst: Dein "gamma" ist wohl eher ein "kappa" und ist dann der spezifische
>Leitwert Deines Leiters.
[..]
>Dann ergibt l / (kappa * A) den ohmschen Widerstand des selben.
>1,73 klingt für mich stark nach sqrt(3), d.h. Du redest da wohl von einem 3-
>Phasensystem.
[..]
>cos (phi) deutet irgendwie auf eine Berechnung des Wirkanteils hin, aber was die
>soll ist für mich fraglich.
[..]
>Bei kapazitiven oder induktiven Anteilen in der Leitung ist "R" durch "Z", also
>die Impedanz zu ersetzen. Dann entsteht auf Deiner Leitung eine zusätzliche
>Phasenverschiebung.
Hi,
Stellt sich die Frage, ob das Gamma in dem Tabellenbuch eine Art
spezifischer Scheinleitwert (Sorry, mir fehlt gerade der Fachbegriff,
ich meine den Kehrwert der Impedanz) darstellen soll. Damit würde sich dann der
cos phi wieder erklären.
Klingt fürchterlich umständlich und macht eigentlich überhaupt keinen Sinn, wäre
aber
ne Erklärung für das auftauchen des cos phi in der Gleichung.
Wie gesagt, klingt nicht sinnig, haben Bücher aber manchmal so an sich.
Andreas, Du könntest zur Aufklärung der Verwirrung beitragen, indem Du mal
postest,
was sich hinter Deinem gamma verbirgt (Wenn´s denn eins ist und nicht tatsächlich
ein
kappa sein soll :o)).
Ingo
Manuel Buff
>Stellt sich die Frage, ob das Gamma in dem Tabellenbuch eine Art
>spezifischer Scheinleitwert (Sorry, mir fehlt gerade der Fachbegriff,
>ich meine den Kehrwert der Impedanz) darstellen soll.
Admittanz!
Ingo Horn
>Admittanz!
Danke,
wusste doch, dass ich mich auf Dich verlassen kann.
Zumindest wusste man, was ich meinte...
Ingo
Andreas Poprawa
"Ingo Horn" <Ingo...@web.de> wrote:
>Stellt sich die Frage, ob das Gamma in dem Tabellenbuch eine Art
>spezifischer Scheinleitwert (Sorry, mir fehlt gerade der Fachbegriff,
>ich meine den Kehrwert der Impedanz) darstellen soll.
Das "Gamma" darf meiner Meinung nach auch "Kappa" heißen und steht hier für
elektrische Leitfähigkeit in m/(Ohm*mm²).
>Klingt fürchterlich umständlich und macht eigentlich überhaupt keinen Sinn,
wäre
>aber
>ne Erklärung für das auftauchen des cos phi in der Gleichung.
Es wundert mich das alle Beteiligten diese Formel anzweifeln. Ich kann jetzt hier
schlecht mein Tabellenbuch posten, habe aber eine URL gefunden wo ungefähr das
gleiche steht:
www.von-grambusch.de/Leitungen/Leitungen.htm
Vielleicht kannst Du Dir das mal ansehen?
MfG
Andreas
Ingo Horn
>Es wundert mich das alle Beteiligten diese Formel anzweifeln. Ich kann jetzt
hier
>schlecht mein Tabellenbuch posten, habe aber eine URL gefunden wo ungefähr das
>gleiche steht:
>www.von-grambusch.de/Leitungen/Leitungen.htm
>Vielleicht kannst Du Dir das mal ansehen?
Habe ich getan. O.k. Dein Gamma ist tatsächlich
unser kappa, scheint wohl doch nicht ganz einheit-
lich zu sein.
Ansonsten habe ich Deine Formel nicht gefunden. Aber
folgenden Absatz:
[Werden induktive Verbraucher an Leitungen angeschlossen, so muß man, um eine
bestimmte Wirkleistung P = U . I . cosphi zu erhalten, eine größere
Scheinleistung S = U . I übertragen. Die Verluste auf der Leitung werden jedoch
nicht nur durch den Wirkstrom IW sondern auch durch den Blindstrom IB verursacht.
Es muß daher bei der Leitungsberechnung stets der Scheinstrom I eingesetzt werden.
]
Ich denke, das entspricht AFAIK doch dem, was wir die ganze Zeit gesagt haben,
oder? Scheint, als hättest Du
entweder ne falsche Formel, oder die Formel nicht
verstanden.
CU Ingo
Manuel Buff
>Es wundert mich das alle Beteiligten diese Formel anzweifeln.
Steht denn in Deinem Tabellenbuch, wo und wie diese Formel anzuwenden ist?
Vielleicht passt die Formel ja für einen Spezialfall, aber sie is ncht so ohne
weiteres generell anwendbar.
>Ich kann jetzt hier schlecht mein Tabellenbuch posten, habe aber
>eine URL gefunden wo ungefähr das gleiche steht:
>www.von-grambusch.de/Leitungen/Leitungen.htm
>Vielleicht kannst Du Dir das mal ansehen?
Hab ich.
Dort steht:
"Werden induktive Verbraucher an Leitungen angeschlossen, so muß man, um
eine bestimmte Wirkleistung P = U * I * cos(phi) zu erhalten, eine größere
Scheinleistung S = U * I übertragen. Die Verluste auf der Leitung werden jedoch
nicht nur durch den Wirkstrom IW sondern auch durch den Blindstrom IB verursacht.
Es muß daher bei der Leitungsberechnung stets der Scheinstrom I eingesetzt werden.
"
Weiterhin wird dort tatsächlich ein Gamma als Formelzeichen für die
Leitfähigkeit genutzt.
Aber die Formel, die Du gepostet hast, steht dort nicht (oder ich habe sie
übersehen).
Vielleicht erklärst Du mal genauer, was Du berechnen willst. Dann kann ich
vielleicht auch mit einer Formel nachhelfen.
Manuel
Andreas Poprawa
>Ansonsten habe ich Deine Formel nicht gefunden
Da habe ich mich irgendwie vertippt.
Richtige URL:
http://www.von-grambusch.de/F/FS24.htm
Sorry.
MfG
Andreas
Ingo Horn
>Da habe ich mich irgendwie vertippt.
>Richtige URL:
>http://www.von-grambusch.de/F/FS24.htm
>Sorry.
Keine Ursache,
wenn ich das richtig beurteile, ist hier vom
cos phi der Leitung die Rede. Soll heißen, dass
hier nicht von einer rein ohm´schen Charakteristik
der Leitung die Rede ist, sondern IMHO auch induktive
Anteile berücksichtigt werden.
Hth Ingo
Uwe Hercksen
>www.von-grambusch.de/Leitungen/Leitungen.htm
>[Werden induktive Verbraucher an Leitungen angeschlossen, so muß man, um eine
>bestimmte Wirkleistung P = U . I . cosphi zu erhalten, eine größere
>Scheinleistung S = U . I übertragen. Die Verluste auf der Leitung werden jedoch
>nicht nur durch den Wirkstrom IW sondern auch durch den Blindstrom IB verursacht.
>Es muß daher bei der Leitungsberechnung stets der Scheinstrom I eingesetzt werden.
>]
Hallo,
den realen Strom in der Leitung "Scheinstrom" zu nennen, weil man ja
auch Scheinleistung schreibt schafft wohl nur Verwirrung und geht mir
ziemlich gegen den Strich.
Aber wie man aus Ingos Zitat sieht steht sowas auch im Netz.
Bye.
Ingo Horn
>wenn ich das richtig beurteile, ist hier vom
>cos phi der Leitung die Rede.
Hmm, zu schnell geschrieben. Ist wohl doch der
cos phi des Verbrauchers gemeint.
Das widerspricht aber der Aussage, die in Deinem
letzten Link gemacht wurde.
Ergibt auch keinen Sinn, da auf der Leitung wirk-
lich der "Scheinstrom" Probleme macht.
Die Formel Pv = (2*I^2*l)/(gamma*A) berücksichtigt
auch keinen cos phi. Wobei hier I definitiv der
Scheinstrom ist, sonst wäre der cosphi in den anderen
Gleichungen kompletter Humbug.
Wie gesagt, die Formeln würden Sinn machen, wenn es sich
um den cosphi der Leitung handelt, ansonsten stelle
ich sie tatsächlich in Frage.
Manuel Buff
>Richtige URL:
>http://www.von-grambusch.de/F/FS24.htm
So, da kommen wir der Sache schon näher: Bei der Berechnung der Verlustleistung
wird auch hier der Gesamtstrom benutzt.
Und wenn Du Dir dann im Zeigerblild mal den Unterschied zwischen Ue und U
ansiehst, wirst Du feststellen, dass |UE| + |UA| != |U| ist.
UA ist hier also definiert, als die Spannung, die fehlt, damit |UE| gleich der
Projektion von U auf die Gerade durch UE ist. Dann komt der cos(phi) mit da rein.
Warum man das allerdings macht???
Ingo Horn
[..]
>Wie gesagt, die Formeln würden Sinn machen, wenn es sich
>um den cosphi der Leitung handelt, ansonsten stelle
>ich sie tatsächlich in Frage.
Naja, hat Manuel ja beantwortet. Manchmal ganz sinnvoll,
sich auch die Zeigerbilder anzusehen, statt von seinen
eigenen Definitionen auszugehen.
Wieder was gelernt.
Marc Fehrenbacher
Strombelastbarkeit und Leistungsfaktor", das mich verleitete, zu
antworten:
>Weiterhin wird dort tatsächlich ein Gamma als Formelzeichen für die
>Leitfähigkeit genutzt.
Als Berufsschullehrer muss ich sagen, dass dieses Problem auch meine
Schüler beschäftigt. Der Westermann sagt Kappa und Europa Lehrmittel,
Gehlen und Friedrich (Dümmler) sagen Gamma.
[kappa]=MS/m
[gamma]=m/(Ohm * mm²)
Wenn man genau hinschaut ist beides das selbe. Allerdings ist Gamma
für Berufsschüler einfacher, da sich die Einheiten bei der
Widerstandsberechnung sofort kürzen (Fläche in mm², Länge in m) und
man anhand der Einheiten sofort sieht, ob man die Formel richtig
umgestellt hat.
Kappa scheint mir mehr akademisch zu sein. Sie ist mehr
wissenschaftlich.
Oftmals wird auch noch mit Sigma gearbeitet, dem Kehrwert von Gamma,
also spez. Widerstand. Das finde ich dann noch anschaulicher.
Marc
--
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Geschwindigkeit und Effizienz
(Win95-Installation)
Andreas Poprawa
"Manuel Buff" <manue...@t-online.de> wrote:
>So, da kommen wir der Sache schon näher: Bei der Berechnung der Verlustleistung
>wird auch hier der Gesamtstrom benutzt.
Das habe ich inzwischen eingesehen.
>Und wenn Du Dir dann im Zeigerblild mal den Unterschied zwischen Ue und U
>ansiehst, wirst Du feststellen, dass |UE| + |UA| != |U| ist.
>UA ist hier also definiert, als die Spannung, die fehlt, damit |UE| gleich der
>Projektion von U auf die Gerade durch UE ist. Dann komt der cos(phi) mit da rein.
>
>Warum man das allerdings macht???
Dazu hätte ich noch was gelesen:
Wenn man davon ausgeht das der Spannungsfall auf der Leitung (UA) + der Spannung
am Verbraucher (UE) = Netzspannung ist (klingt erstmal logisch,oder?) kann nicht
der volle, tatsächlich vorhandene Spannungsfall auf der Leitung berücksichtigt
werden, sondern nur der mit dem U-verbraucher (also UE) phasengleich liegende
Teil UA. UA steigt mit größer werdendem cos phi.
Das bedeutet also wenn an der selben Leitung zwei verschiedene Verbraucher (mit
gleicher Stromaufnahme) betrieben werden (z.B. ein Heizgerät cos phi = 1, und ein
Motor cos phi = 0,7) dann ergeben sich auch unterschiedliche Spannungsfälle.
Mit freundlichen Grüßen
Andreas
Ingo Horn
[..]
>Dazu hätte ich noch was gelesen:
>Wenn man davon ausgeht das der Spannungsfall auf der Leitung (UA) + der Spannung
>am Verbraucher (UE) = Netzspannung ist (klingt erstmal logisch,oder?) kann nicht
>der volle, tatsächlich vorhandene Spannungsfall auf der Leitung berücksichtigt
>werden, sondern nur der mit dem U-verbraucher (also UE) phasengleich liegende
>Teil UA. UA steigt mit größer werdendem cos phi.
>Das bedeutet also wenn an der selben Leitung zwei verschiedene Verbraucher (mit
>gleicher Stromaufnahme) betrieben werden (z.B. ein Heizgerät cos phi = 1, und
ein
>Motor cos phi = 0,7) dann ergeben sich auch unterschiedliche Spannungsfälle.
Hi,
Das entspricht ja im Prinzip dem, was Manuel schon aus dem
Zeigerbild erkannt hat. Es stellt sich aber immer noch die
Frage, warum man diese Betrachtung heranzieht.
Im Endeffekt führt das doch ziemlich in die Irre, was auch
an der laufenden Diskussion festzustellen ist.
Vielleicht findet sich hier ja irgendwer, der Licht ins
dunkel bringen kann.
Ich bin mit meinem Latein am Ende (Trotz Latinum).
Ingo
PS: Wo hast Du denn das gefunden?
Andreas Poprawa
MfG
Andreas
Ingo Horn
>"Ingo Horn" <Ingo...@web.de> wrote:
>[..]
>>PS: Wo hast Du denn das gefunden?
>In einem Buch: "Grundlagen der E-Technik" / Vogel-Verlag
>
>
>MfG
>Andreas
Hi,
da steht nicht auch zufällig drin, warum man das so macht?
Ich seh immer noch keinen Sinn darin.
Dass bei der Verlustleistung der Gesamtstrom genommen wird,
darüber sind wir uns einig.IMHO wäre es dann auch sinnvoll
für den Spannungsabfall den Gesamtstrom zu nehmen.
Aber es scheint wohl da andere Meinungen zu geben.
Mittlerweile bin ich neugierig geworden. Muss wohl selbst
mal genauer nachschlagen bei Gelegenheit.
Ingo
kayar
Kabelquerschnitte und Vorsicherungen werden immer mit dem Scheinstrom
berechnet.
MfG Kayar
Andreas Poprawa <pop...@web.de> schrieb in im Newsbeitrag:
3add7068$3...@netnews.web.de...
Ingo Horn
[..]
>Kabelquerschnitte und Vorsicherungen werden immer mit dem Scheinstrom
>berechnet.
Hi,
soweit waren wir schon mal. Aber es wäre gut, wenn mal einer
die Fragen beantworten könnte, die sich im Laufe des Threads ergeben haben.
N´bißchen neugierig bin ich schon.
Ingo
Andreas Poprawa
>die Fragen beantworten könnte, die sich im Laufe des Threads ergeben haben.
>N´bißchen neugierig bin ich schon.
Hi,
also, _die_ Antwort habe ich nicht, aber eine Meinung: ;-)
Nehmen wir doch mal das Ersatzschaltbild. Wenn man das Dreiphasensystem mal
vergisst, bleibt nur eine Reihenschaltung vom ohmschen Widerstand der Leitung
und vom Ersatzschaltbild des Motors, einer Reihenschaltung von Wirkwiderstand und
Induktivität.
Wenn ich mir das Ersatzschaltbild und das Zeigerbild ansehe, erscheint mir der
Fall eigentlich klar:
Der Gesamtstrom fließt durch den ohmschen Widerstand der Leitung und erzeugt den
Spannungsfall UA', welcher mit dem Strom phasengleich ist. Infolge der
Induktivität (des Motors) ist die Spannung am Leitungsende (= der Spannung die
über dem Motor abfällt) zum Strom um phi phasenverschoben. Also ist die am Motor
anliegende Spannung gegenüber der Netzspannung nicht um UA' kleiner, sondern um
UA (UA = UA' * cos phi) . Ich müsste dann also mit der um den Spannungsfall UA
reduzierten Netzspannung weiterrechnen, wenn ich die im Motor umgesetzte (Wirk-
oder Schein-)Leistung berechnen will.
... oder wie?
MfG
Andreas
Ingo Horn
>Wenn ich mir das Ersatzschaltbild und das Zeigerbild ansehe, >erscheint mir der
>Fall eigentlich klar:
>Also ist die am Motor
>anliegende Spannung gegenüber der Netzspannung nicht um UA' >kleiner, sondern um
UA (UA = UA' * cos phi) . Ich müsste >dann also mit der um den Spannungsfall UA
reduzierten >Netzspannung weiterrechnen, wenn ich die im Motor umgesetzte >(Wirk-
oder Schein-)Leistung berechnen will.
Hi
Bei Deiner Erklärung müsste dann die Eingangsspannung an einem Verbraucher mit
einem ohmschen Widerstand, der den gleichen Betrag hätte, wie die Impedanz Z
Deines Motors, kleiner sein, als beim Motor, obwohl der gleiche
Leitungswiderstand dazwischen ist...
Ich hoffe, ich täusche mich nicht, wenn ich das anzweifle.
Bin aber gern bereit, mich korrigieren zu lassen.
Ingo