Hoekfout in meettransformatoren

Op 28 december 2012 19:51:28 schreef Azrou:
Ik heb toch niet gezegd dat de spanning i is of stroom u is.

Dat beweert ook niemand. Je schrijft: "spanning en stroom, dus I en P." Daar zeg ik dan wat van, en zelfs dat kun je niet eens correct quoten.
Je leest dus gewoon niet wat er geschreven wordt, en beweert dan dat het onze schuld is.

Hoek = phi

Hoekfout = fout in hoek = fout in phi

Resultaat van fout in phi: fout in COS(phi)

Resultaat van fout in COS(phi): fout in U x I x COS(phi)

Resultaat van fout in U x I x COS(phi): fout in P

Jemig.

Op 28 december 2012 19:51:28 schreef Azrou:
En dit is mijn vraag:
Ik wil weten waarom/hoe een faseverschuiving tussen primaire spanning/stroom en de secundaire spanning/stroom tot een fout in de meting leidt.

Ja, en mijn vraag is dan: tot een fout in welke meting?
Als het alleen maar gaat om een spanningsmeting, of alleen om een stroommeting, dan doet de hoekfout er niets toe.

@Druiloor, bedankt voor de formule.

@Frederick E. Terman, Ik beschuldig niet. We zijn hier van elkaar te leren.

@KlaasZ, het is waarschijnlijk niet belangrijk als je spanning of stroom apart meet, maar wel belangrijk als je het vermogen meet.

====

Ik vroeg me eigenlijk af of het uitmaakt of de secundaire spanning in fase is met de primaire, zolang ze galvanisch gescheiden zijn.

Maar ok het is goed, ik zal eerst de info die ik hier gezien heb verwerken, en daarna opnieuw proberen.

En bedankt voor iedereen.

Dag Azrou,

Op 28 december 2012 16:02:11 schreef Azroue arbeidsfactor hoef je me niet meer uit te leggen.

Omdat je mijns inziens nog steeds moeilijkheden hebt met dit begrip nog dit:

Op 28 december 2012 16:02:11 schreef Azrouit is nu eenmaal het probleem van de leveranciers.

Misschien was dit al duidelijk, maar een klassieke of electronische kWh meter maakt wel degelijk gebruik van het actief vermogen en het maakt dus voor je energierekening hoegenaamd niets uit of je een cos phi van 0,1 of 0,90 hebt. Wat wel uitmaakt is dat om bijvoorbeeld 10kW aan (actief) vermogen op te nemen er....

Bij cos phi = 0,9: I = 10000/(0.9*220) = 50.5 A
Bij cos phi = 0,1: I= 10000/(0.1*220) = 454 A

.... aan stroom moet vloeien.

Heb je enig idee van de draaddoorsnede geschikt voor 454A, en wat zou de leverancier hiervan denken?

Op 28 december 2012 16:02:11 schreef Azrou:Het is op te merken dat dit een ander soort faseverschuiving is, namelijk tussen dezelfde grootheid de ene in primair en de andere in secundair. En niet tussen twee verschillende grootheden: Spanning en stroom (cosinus phi).

Je haalt beide begrippen door elkaar.
-Arbeidsfactor is een faseverschuiving.
-Faseverschuiving is niet noodzakelijk een arbeidsfactor.

Vandaar ook mijn antwoord in een vorige post:

"Dat de faseverschuiving tussen netspanning en netstroom geen verband heeft met de faseverschuiving tussen de netspanning en de secundaire stroom in een stroomtransformator."

Veel succes ermee,

Groetjes H.

Arbeidsfactor is NIET een faseverschuiving. Het is een getal. Een hoek is geen getal. En COS(phi) is niet phi.

Goed, getallenvoorbeeld dan maar.

Werkelijke spanning 230V, werkelijke stroom 10A, fasehoek tussen stroom en spanning 30 graden.
Werkelijk vermogen:
P = U x I x COS(phi) = 230 x 10 x COS(30) = 230 x 10 x 0,866 = 1992W.

We gebruiken géén spanningstransformator (dat hoeft hier niet, het is geen middenspanning). We gebruiken wel een stroomtransformator.
Stel, de hoekfout van de stroomtransformator is 5 graden (dat is heel veel, maar het gaat om het voorbeeld). De overzetfout stellen we nul; het gaat alleen om de hoekfout.

Berekend vermogen:
P' = U x I x COS(phi') = 230 x 10 x COS(35) = 230 x 10 x 0,819 = 1884W.
De fout veroorzaakt door de hoekfout is dus -108W.

Nu @TS voor het geval de werkelijke fase tussen stroom en spanning 88 graden was (bij het testen van een grote spoel, bijvoorbeeld).

@YokoTsuno, bedankt voor de opmerking.

@Frederick E. Terman:
Dat zal dit zijn: 80,26 W.

Maar deze "hoekfout" is nog iets anders. De hoekfout bij het meten van een stroom of spanning gaat over een hoekfout tussen de zelfde grootheden. Namelijk een hoekfout (faseverschuiving) tussen nominale primaire stroom en nominale secundaire stroom (hetzelfde voor spanning).

Dus, we gaan enkel de stroom meten (geen vermogen). Daarom houden we ook geen rekening met de spanning.

Het meten van stroom (in hoogspanning) dient voor de telling en beveiliging. De meettransformator voor de telling moet nauwkeurig zijn bij de nominale stroom in de primaire. Maar moet niet altijd juist transformeren. Bij kortsluiting zal de kern deze transformator heel snel verzadigen (bij 120% nominale stroom).

De transformator voor de beveiliging zal niet nauwkeurig zijn. Maar mag niet snel in verzadiging gaan. Anders zal het relais nooit weten dat er een kortsluiting is.

Deze twee transformatoren hebben daarom verschillende nauwkeurigheidsklassen. Voor de meettransformator wordt dat bvb zo uitgedrukt: kl 0,2. Dus klasse 0,2% bij nominale stroom tussen 5% en 120% (ik kan me vergissen) en voor de spanningstranformator tussen 80% en 120 % (ik kan me vergissen). Het kan ook uitgedrukt worden als kl FS 0,2 (die FS staat voor factor of security). Dit is de samengestelde fout/afwijking.

De beveiligingstranformator krijgt zo'n structuur: 5 P 10 (voorbeeld). 5 is de afwijking in procenten. P is de kerntype (protection = beveiliging). 10 is nauwkeurigheidslimiet (ALF = accuracy limit factor), en staat voor 10x nominale belasting (In of Un).

----------------------------

De arbeidsfactor speelt hier helemaal geen rol. De hoekfout is niet t.o.v. een andere grootheid, maar tussen de zelfde grootheid (In of Un in primair en In of Un in secundair).
De stroomtransformator (bvb) is niet 100% nauwkeurig. De oorzaak van de afwijking is een combinatie van overzetfout en hoekfout.
De overzetfout is duidelijk: de oorzaak is de verliezen en koper en kern.
De hoekfout is geen verlies, maar een faseverschuiving. Dus een kwestie van timing.

Waarom heb je zo'n verschil in de timing. Wat ik kon vinden is dat de wikkelingen voor vertraging zorgen. Hoe meer wikkelingen je hebt, hoe meer faseverschuiving hebt. Waarschijnlijk heeft dit ook te maken met de overgangsverschijnsel. De wikkeling biedt toch eerst weerstand en daarna laat de stroom door. De saturatie (verzadiging) zou ook rol spelen (denk ik). De transiente waarden zorgen voor saturaties en dus meer afwijking. Maar dat is me nog niet duidelijk.

---------------

Cosinus phi (faseverschuiving tussen stroom en spanning):

Hoekfout (faseverschuiving tussen primaire nominale stroom en secundaire nominale stroom + overzetfout = samengestelde fout (nauwkeurigheidsklasse):

(afbeeldingen uit Wikipedia)

Ja, natuurlijk wordt de hoekFOUT veroorzaakt door een faseverschil tussen primaire en secundaire stroom van de stroomtransformator.
Hoe anders denk je dat er een hoekfout zou kunnen ontstaan?

In de berekening heb je COS(phi) nodig.
Daarom heb je phi nodig. Phi is het faseverschi tussen stroom en spanning.

Als er een faseverschil, een fasefout dus, in de stroomtrafo ontstaat, heb je daardoor OOK een fout in het faseverschil tussen spanning en stroom.

Daardoor heb je een foute phi, dus ook een foute COS(phi), dus ook een fout berekend vermogen.

--

@Frederick E. Terman:
Dat zal dit zijn: 80,26 W.

Nee, dat is NIET de vermogensfout veroorzaakt door de hoekfout.

Om de hier de fout te vinden, moet je ook nu weer

1. het werkelijke vermogen berekenen,
2. dan het berekende vermogen met de foute phi (veroorzaakt door de hoekfout in de stroomtrafo),
3. en dan kijken wat het verschil is.

Je moet dus gewoon EXACT hetzelfde doen, alleen dan met 88 graden als werkelijke phi.
Als je dat gedaan zou hebben, zou je iets opmerkelijks gezien hebben aan de fout die je dan krijgt in de vermogensmeting.

De rest van je verhaal raakt hier kant nog wal, helaas. Je harkt en harkt maar steeds meer stukjes internet bij elkaar, maar je hebt geen idee wat er staat.

Blijf nu eens bij de uitleg die hier al tien keer gegeven is:

hoekfout -> phi fout -> COS(phi) fout -> berkende P fout.

That's it. De rest heeft er niets mee van doen.

Je wil altijd teruggaan naar vermogen. Maar ik wil hier niets van vermogen weten.

-------

Ga ervanuit dat we de stroom meten voor de veiligheid. Is stroom in een bepaalde grens, dan is het ok. Is het hoger of kleiner dan schakelen we uit. Dat weten we via een meettransformator.
Ik zou ook graag correctie van mijn verhaal willen krijgen. Dus, geen vermogen meer. aub. Je zal me nog willen overtuigen dat het om vermogen gaat. Maar dat is het geval hier niet. Al waardeer ik wel je uitleg over het vermogen.

Ik zou ook dankbaar zijn als je de rest van mijn verhaal verbeterT (:D ). Want daar ben ik het meest geïnteresseerd. Dan kunnen we er ook over discussiëren.

Dag Azrou,

Op 29 december 2012 20:43:34 schreef Azrou: Ga ervanuit dat we de stroom meten voor de veiligheid. Is stroom in een bepaalde grens, dan is het ok. Is het hoger of kleiner dan schakelen we uit. Dat weten we via een meettransformator.

Als dit enkel stroom of spanning is heeft de hoekfout inderdaad GEEN noemenswaardig belang.

Op 29 december 2012 20:43:34 schreef Azrou: Ik zou ook dankbaar zijn als je de rest van mijn verhaal verbeterT

Om nog meer verwarring te vermijden, bedoel je dit:
- De oorzaak van de afwijking is een combinatie van overzetfout en hoekfout.
- De transformator voor de beveiliging zal niet nauwkeurig zijn. Maar mag niet snel in verzadiging gaan. Anders zal het relais nooit weten dat er een kortsluiting is.
- Waarom heb je zo'n verschil in de timing.

Ok, nog een laatste keer vermogen

Op 29 december 2012 17:47:04 schreef Frederick E. Terman:
Arbeidsfactor is NIET een faseverschuiving. Het is een getal. Een hoek is geen getal. En COS(phi) is niet phi.

Klopt. De bedoeling was om dit op een zo kort mogelijke manier d.m.v. twee vergelijkingen uit te leggen, wat niet altijd vanzelfsprekend is.

Gezien men de puntjes op de i zet in deze thread , dit nog.

Op 29 december 2012 17:47:04 schreef Frederick E. Terman: De fout veroorzaakt door de hoekfout is dus -108W.

Gezien de hoekfout een tolerantie is en geen gekende waarde (anders zou men dit kunnen kunnen corrigeren) wordt deze altijd gedefinieerd als een maximum mogelijke positieve en negatieve afwijking. Het resultaat in het voorbeeld is dan ook 1992W(+92.5,-107.9) en niet 1884W. De juiste waarde van de meting is onmogelijk te achterhalen.

Op 29 december 2012 17:47:04 schreef Frederick E. Terman:Berekend vermogen: P' = U x I x COS(phi')

Gezien het hier over het gemeten vermogen gaat ontbreekt in deze formule dan ook nog het een en het ander:

P' = k1 x U x k2 x I x cos(φ ± α )

Waarbij:
k1 = schaalfactor uitlezing
U = werkelijke spanning
k2 = transformatieverhouding stroomtrafo
I = werkelijke stroom

Groeten H.

In mijn voorbeeld was er alleen een hoekfout, die bovendien in dat voorbeeld een bepaalde waarde had. Dat heb ik ook gezegd.
U, I en phi staan in mijn formule voor de door de meting bepaalde waarden.

TS heeft het tòch al moeilijk genoeg met de arbeidsfactor.

Je wil altijd teruggaan naar vermogen. Maar ik wil hier niets van vermogen weten.

Wij niet; jij. Je vraagt zèlf naar de fout, veroorzaakt door de hoekfout. Wel, zoals YokoTsuno ook al herhaaldelijk zegt, dat kan alleen een fout in de vermogensmeting zijn.

Zouden we alleen naar de stroommeting kijken, dan is de hoekfout niet alleen onbelangrijk, maar het bestaan ervan zelfs niet vast te stellen.

Op 30 december 2012 00:05:35 schreef Frederick E. Terman:

Zouden we alleen naar de stroommeting kijken, dan is de hoekfout niet alleen onbelangrijk, maar het bestaan ervan zelfs niet vast te stellen.

Dat niet vast te stellen waag ik te betwijfelen, kwestie van spreidingszelfinductie en verlies meten van de betreffende trafo, echter:

Vragensteller, oftewel TS schreef in zijn eerste post van deze thread

De meettransformatoren worden ingedeeld in twee soorten: Spannings- en stroomtransformatoren. Samen gaan ze het vermogen berekenen..

Bovendien gaf hij een referentie die op een buitengewoon onduidelijke wijze de vermogensfout expliceert, zodat hij volledig is geexcuseerd dat hij die niet begreep.

Maar laten we wel wezen, als je een beetje in de hoek gedrukt wordt door al te kinderlijke vragen, dan ga ja je verdedigen. Dit ter verdediging van Azrou.

@YokoTsuno, hoe bedoel je met "schaalfactor uitlezing"?

Op 30 december 2012 00:05:35 schreef Frederick E. Terman:
Zouden we alleen naar de stroommeting kijken, dan is de hoekfout niet alleen onbelangrijk, maar het bestaan ervan zelfs niet vast te stellen.

Hier mis je de bal volledig. Daarom zijn we het oneens over de hele lijn. Want het gaat er juist om, en niets anders.

Bekijk deze goede video:
http://www.youtube.com/watch?feature=endscreen&NR=1&v=nUkYQ8Ah… (geeft een goed idee).

Zie ook:

http://www.youtube.com/watch?v=D-q2MpMcPmc&feature=plcp&contex…

Dat niet vast te stellen waag ik te betwijfelen, kwestie van spreidingszelfinductie en verlies meten van de betreffende trafo

Dan is het niet meer 'alleen naar de stroommeting kijken'.

Een stroommeting is: 'meet meet meet.. ah! 0,6A.. maal, wat staat er op de trafo.., juist, maal vijftig.. is 30A.'

Daaruit kun je niet het bestaan van een fouthoek vaststellen.

Of een vraag kinderlijk is, weet ik niet. Voorlopig blijkt uit de antwoorden (of het uitblijven daarvan) dat @TS nog steeds de grootste moeite heeft met U, I en phi.
Of dat althans speelt - wie zal het zeggen.

Het zal nog blijken dat ik zwakke kennis van elektriciteit heb, maar hier hebben we het over twee aparte zaken waarvan @TS denkT dat Frederick E. Terman er ook geen kaas van gegeten heeft, ook al zou hij goede kennis hebben van elektronica.

En dit is mijn vraag:
Ik wil weten waarom/hoe een faseverschuiving tussen primaire spanning/stroom en de secundaire spanning/stroom tot een fout in de meting leidt.

Nu is het wat duidelijker.
Dat geeft namelijk helemaal geen meetfouten.

Toch wel Toeternietoe. Zie de youtube video's die ik hiervoor geplaatst heb.

dat Frederick E. Terman er ook geen kaas van gegeten heeft

Gek genoeg maakt dat helemaal niet uit. Ik gebruik uitsluitend de formules uit jouw eigen document, dat waarvan je in de starpost de link gaf; ik schrijf ze bijna lètterlijk over.

Het gaat er dus niet om wat ik weet, maar wat jij zelf kunt lezen in je eigen materiaal.

Op 30 december 2012 15:06:24 schreef Azrou:
Het zal nog blijken dat ik zwakke kennis van elektriciteit heb, maar hier hebben we het over twee aparte zaken waarvan @TS denkT dat Frederick E. Terman er ook geen kaas van gegeten heeft, ook al zou hij goede kennis hebben van elektronica.

Zou je flames even achterwege willen laten?

Verder is het de goede gewoonte om teksten die niet van je zelf zijn te omgeven met quote-tags.

@Hieronder: Als je je arrogante gedrag niet verandert dan gebeurt dat nog wel een keer.

Ja, nu flames weer. Sluit dit topic gewoon.

@Hierboven, dat je moderator bent, geeft je recht om onbeleefd of arroganter te zijn. Ik ben weg.

Je zou natuurlijk ook eens duidelijk kunnen zijn over wat je precies wil weten. Want dat is voor mij nog steeds vaag.

Op 30 december 2012 16:16:29 schreef Toeternietoe:
[...]

Nu is het wat duidelijker.
Dat geeft namelijk helemaal geen meetfouten.

Toch wel, als je de stroom opvat als vectoriele grootheid is er een meetfout in de hoek en in de verwachte amplitude, verwacht op grond van de wikkelverhouding.

Als je beide secundair meet ten opzichte van enig referentieniveau dat afgeleid is van de primaire stroom, zul je dus die fout waarnemen.

Of het zinvol is die fout waar te nemen als je geen vermogen meet is een andere vraag, daarin ga ik met je mee dat ik het niet zo zinvol acht, maar ik heb die filmpjes niet bekeken verder.

En die meetfout ontstaat dus ten gevolge van de spreidingszelfinductie en de verliesweerstanden/

Als je een stroomtrafo hebt van weet ik niet hoeveel naar bijvoorbeeld 5 A, dan zijn er een heleboel fouten die je meting beïnvloeden.
Toleranties, lineaire en niet-lineaire vervormingen, etc.
Maar een verschuiving van je sinus in/uit heeft totaal geen invloed op deze meting.

Maar als iemand mij kan aantonen dat ik mis zit, dan heb ik ook weer wat geleerd.

Bedankt voor de goede wil. Het is nu voldoende voor dit onderwerp. Ik zal later een andere vraag stellen, als jullie dat niet erg vinden. Maar jullie kunnen dit nog discussiëren. Ik zal het met plezier volgen.

[Bericht gewijzigd door Azrou op zondag 30 december 2012 16:50:44 (21%)]

Op 30 december 2012 16:47:50 schreef Toeternietoe:
Als je een stroomtrafo hebt van weet ik niet hoeveel naar bijvoorbeeld 5 A, dan zijn er een heleboel fouten die je meting beïnvloeden.
Toleranties, lineaire en niet-lineaire vervormingen, etc.
Maar een verschuiving van je sinus in/uit heeft totaal geen invloed op deze meting.

Maar als iemand mij kan aantonen dat ik mis zit, dan heb ik ook weer wat geleerd.

Ik zie het nut ook niet zo in van die fasedraaiing, tenzij je vermogens gaat meten.
Dat eerste aanbevolen filmpje heb ik bekeken, 90% reclame en wat basiskennis etiketten aflezen.

Nu is het wel zo dat ze rekening houden met grote overbelastingen. Als van een spanningstrafo de primaire teveel spanning krijgt moet de trafo steeds de vereiste tegen-emk geven om niet te eindigen in nagenoeg kortgesloten primaire. Dat kan omdat het ijzer ervoor zorgt dat de zelfinductie hoog genoeg is. Echter die tegen emk e_ind=-dBO/dt met B de magnetische inductie eist aandacht. Kom je in de verzadiging van de hysterese dan neemt de stroom enorm toe primair, omdat B=mu_nul * mu_r * w*i (met w windingen en i stroom)
dan toeneemt maar de B niet meedoet, en dus i sterk moet toenemen om dat te compenseren. Heb je een harde bron, het net , dan is de secondaire spanning wel nagenoeg evenredig en onvervormd, maar de stroom primair piekt erg in de toppen. "Nagenoeg" omdat de spreidingszelfinductie en de serieweerstandsverliezen, de primaire spanning in de stroompieken doet dalen.

Opmerkelijk is dus, dat als je een kern wilt testen op verliezen, een primaire van tamelijk dun draad volstaat, daarmee kun je dan bepalen hoe de ijzerverliezen zijn (warmteontwikkeling) en het pieken van de stroom in de toppen. De ijzerverliezen zullen dan na het wikkelen van de trafo in definitief ontwerp niet groter zijn (eerder wat kleiner) omdat de ijzerverliezen bij vollast zelfs afnemen, wederom ten gevolge van de spreiding en weerstand.

Bij een stroomtrafo gelden dergelijke overwegingen ook, maar niet identiek.

Dag Azrou,

Op 30 december 2012 14:40:59 schreef Azrou: @YokoTsuno, hoe bedoel je met "schaalfactor uitlezing"?

Als je stroom of spanning naar beneden transformeert moet je deze natuurlijk terug aanpassen op de schaal van het meettoestel. Een gebruiker heeft er weinig aan om 5,5A af te lezen wanneer er in werkelijkheid 1100A vloeit. Vandaag is alles veelal electronisch en is dit nauwelijks nog een probleem. Vroeger (Nog steeds trouwens) bestonden er echter wel degelijk 2,5A draaispoel meettoestellen met een schaal van 10000A waarbij de uitlezing alleen correct voor het juiste type meettransformator. Vandaar k1.

Op 30 december 2012 17:45:02 schreef Druiloor:Nu is het wel zo dat ze rekening houden met grote........

Ik dacht ook in de volgende richting. Het vastellen van overbelasting of kortsluiting is natuurlijk een kwestie van milliseconden. Een plotse stroomstijging door een overlast of kortsluiting is echter niet meer sinusoïdaal. Hoe een meettransformator daarop reageert hangt af van de transfertfunctie en net zoals faseverschuiving en stap- en impulsweergave verband met elkaar hebben in passieve electronische schakelingen zoals filters is er ook een verband tussen fasefout en stapweergave.

In die zin is er dan waarschijnlijk ook een verband met de hoekfout. Je kan echter beide begrippen niet zomaar met elkaar vermengen

Op 30 december 2012 14:40:59 schreef AzrouBedankt voor de goede wil. Het is nu voldoende voor dit onderwerp. Ik zal later een andere vraag stellen

Ik kijk er al naar uit. Ik was al bang dat ik werkloos zou worden

Groetjes H.