Spanningsval driefasig asymmetrisch belasting

Beste,

Voor mijn opleiding heb ik huiswerk gekregen waarin gevraagd wordt om de stromen en spanningsvallen te berekenen in een drie fazig net. De bronnen en belastingen staan in ster. De bronnen zijn symmetrisch en de belastingen zijn asymmetrisch, ik heb de opdracht en mijn uitwerking bijgevoegd.
Ik kan redelijk veel berekenen, maar waar ik vast loop is de spanningsval van de lijnen.
Het probleem ligt in het feit dat de belastingen asymmetrisch zijn, bij symmetrisch belasting kan ik de spanningsval van een fase keer wortel drie doen. Dit is hier echter niet het geval.

Nu is in mijn leerboek gegeven dat dUl = UL1 - Uz1. In de extra foto betekend dat dat dUl dus gelijk gaat zijn aan (Ur-L1) + (Ux-L1). Dit zou ik dus moeten uitrekenen, maar hier loop ik vast. Kan iemand mij op weg helpen?

Ik begrijp niet goed waarom er geen rekening gehouden wordt met Ur-n en Ux-n. Mijn boek geeft aan dat dat alleen hoeft bij een fazige netten.

Je hebt de stromen in elk van de 4 lijnen berekend. Buiten de belasting loopt elke stroom door een bekende inductor met in serie een bekende weerstand. Dan kun je toch alle spanningsvallen berekenen die je hartje begeert?
Let wel op hoe je de stroomrichtingen gekozen hebt.
(Ik doe geen poging het onderste plaatje of de erbij gegeven formules te begrijpen.)

Bij een driefasenbron in ster, verandert het sterpunt niet. Je kun uitrekenen wat er door elke fasedraad loopt, met de fasehoek erbij, kun je ze bij elkaar optellen en dat is de stroom door de nuldraad. Bij driemaal dezelfde belasting is de stroom door de nul, nul Amp.
Bij inductieve lasten is de stroom niet in fase met de spanning en wordt de berekening uitgebreider, maar ook dan loopt de som der fasen door de nulleider.

[Bericht gewijzigd door buzzy op 12 februari 2020 16:22:26 (23%)]

Het probleem zit er hier in dat door de asymmetrische belasting het sterpunt van de belastingen verschuift.
Ik denk dat je eerst een ster-driehoek transformatie moet doen om de lijnstromen te berekenen.
Dan weet je ook de nulstroom en daarmee kun je de verschuiving van het sterpunt bepalen.

Volgens mij kan je hier geen ster-driehoek transformatie toepassen.
In ster loopt in de nullijn een onbekende stroom.
Zet je de boel in driehoek, dan is er geen verbinding meer met het sterpunt en de stroom in de nullijn is nul Ampere. Als gevolg hiervan is er een verschil in lijnstromen in ster tov de lijnstromen in driehoek.
Ik weet niet of het een goed idee is, maar ik zou het gewoon met maas- en kringstromen oplossen.

[Bericht gewijzigd door ohm pi op 12 februari 2020 17:47:35 (13%)]

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

Op 12 februari 2020 16:54:41 schreef KlaasZ:
Het probleem zit er hier in dat door de asymmetrische belasting het sterpunt van de belastingen verschuift.

De stroom door de nullijn is mij wel bekend en het probleem is inderdaad de sterpuntsverschuiving. (nu snap ik waarom er alleen rekening gehouden wordt met de Rl en XL van de lijnen, omdat door de sterpuntsverschuiving een nieuw sterpunt krijgt die de nullijn verwaarloosd)

Mijn probleem is denk ik dat ik niet zie waartussen de spanningsval van de lijn zit.
Mijn vraag is wat is het verschil tussen de spanningsval van de fase en de spanningsval van de lijn?

Ik weet dat in een evenwichtig net dit een factor wortel drie is. Maar in deze opdracht zie ik niet waar ik de oplossing moet zoeken.

Shiptronic

Golden Member

Alleen als alle spanningen en stromen hetzelfde zijn en in fase, is het ster punt Nul,

je kan van alle gegevens die je hebt, de resultante berekenen, dus ook van de spanning op het sterpunt.(alles valt tegen elkaar weg) nu zal je een spanning en een stroom onder een bepaalde hoek overhouden.

[Bericht gewijzigd door Shiptronic op 12 februari 2020 19:03:57 (21%)]

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.
High met Henk

Special Member

e.e.a. Hangt ook af van je bron...

Bij het lichtnet is dit laagimpedant, maar aan boord kan ik bij grote lasten en kleine gensets en/of i. C. M overgangsweerstanden soms wel hele gekke dingen zien.

Ik denk echter dat ik er vanuit mag gaan dat de spanningen onderling wel gelijk blijven??

In jouw plaatje komen die namelijk nieto overeen. Ik zou de hoekpunten voor de U vectoren op dezelfde plek verwachten.

Immers een motor met een defecte wikkeling mag nooit het net onderuit trekken. Wel verschuift het sterpunt.
Ook verdelen de stromen niet netjes idd.

Laat maar, je moet juist de leidingen berekenen...

E = MC^2, dus de magnetische compatibiliteit doet kwadratisch mee???

@Rotterdamert, ik zat weer eens met de terminologie te hannesen maar ik snap nu geloof ik (gezien die √3) waar je naartoe wilt (maar ik kan het best helemaal mis hebben). Ik denk dat je met "van een fase" bijv. bedoelt wat er voor verschil is tussen (aan de bron) Uy1 - Uy2 en (aan de belasting) Uz1 - Uz2.
De losse Uy1 en Uy2 enerzijds en Uz1 en Uz2 anderzijds worden weliswaar t.o.v. verschillende sterpunten gemeten, maar in beide de verschillen valt de nulpuntkeuze toch weg.
Als je daarentegen vraagt wat het spanningsverschil is tussen een aansluiting bij de bron en die aan de belasting dan speelt die sterpuntverschuiving wel mee en moet je niet bijv. Uy1 - Uz1 nemen. I.p.v. Uz1 heb je Uz1 + ... (vul maar in) nodig.

Edit: Het gaat denk ik nu om nog een ander vraag. Zie verder.

Op 12 februari 2020 17:12:00 schreef ohm pi:
Ik weet niet of het een goed idee is, maar ik zou het gewoon met maas- en kringstromen oplossen.

Dat is natuurlijk altijd goed.

Toch klopt die 'monsterformule' ook wel.
Wat daar in feite gebeurt is dat je ieder van de drie fasen met bijbehorende leiding+belasting als een Thevenin-bron ziet, en met die drie bronnen, omgerekend naar Norton, parallel de impedantie van de nulleiding gaat voeden.
Je weet dan de sterspanning en de stroom in de nulleiding, en kunt dan verder.

Dat is leuk om eens te zien; ik heb het nog nooit hoeven doen.;)

(e: wel krijg ik een andere waarde uit de formule (4,33+6,35j V); een waarde bovendien die klopt met die in de simulator.).
(e2: mijn fout; had '50' gelezen in plaats van '50j' voor Z1)

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Ik krijg er wel hetzelfde uit als TS.

Misschien interpreteer ik de letters verkeerd.
Wat is in de tekening precies ZN, en wat ZL?
Ik was voor beiden van 1 + j uitgegaan, omdat de faseleidingen en de nulleiding in de tekening dezelfde impedantie hebben. Maar mogelijk worden de letters anders bedoeld.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Ondanks de rammelende notatie in de "monsterformule" is dat m.i. wel de enig juiste interpretatie. Waar Z1 + ZN staat had moeten staan Z1 + ZL. Waar 1/ZL staat had moeten staan 1/ZN. Hier maakt het niet uit omdat ZN en ZL even groot zijn.
Thévenin blijft leuk maar ik beschouw het meer als een gewogen gemiddelde van 4 spanningen. (Zal mijn statistische achtergrond wel zijn.)

Numerieke details:
tellerbijdragen:
0.08875 - 4.526·î
-1.524 - 4.190·î
2.692 + 5.548·î
totaal teller:
1.256 - 3.168·î
noemer:
0.5343 - 0.5383·î
UN:
4.131 - 1.766·î
IN:
1.182 - 2.949·î

Ahhhh! ik zie mijn fout al: ik had Z1 als 50, maar er staat: 50j. 8)7
Nu heb ik hetzelfde (en de sim ook, natuurlijk).

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Nu is in mijn leerboek gegeven dat dUl = UL1 - Uz1. In de extra foto betekend dat dat dUl dus gelijk gaat zijn aan (Ur-L1) + (Ux-L1). Dit zou ik dus moeten uitrekenen, maar hier loop ik vast. Kan iemand mij op weg helpen?

Ik begrijp niet goed waarom er geen rekening gehouden wordt met Ur-n en Ux-n. Mijn boek geeft aan dat dat alleen hoeft bij een fazige netten.

Ik snap nu denk ik waar je mee zit.
Met ΔUl wordt kennelijk bedoeld: wat is het verschil tussen de bronspanning van een fase en de spanning die uiteindelijk overblijft over de belasting die op die fase is aangesloten. Voor L1 met zijn belasting Z1 dus ΔUl1 = Uy1 - Uz1 (of UL1 - Uz1 in andere notatie).
Dan is ook
ΔUl = (spanningsval van aansluiting bron naar aansluiting last) + (spanningsval van sterpunt belasting naar sterpunt bron).
ΔUl1 = (UrL1 + UxL1) + (UrLn + UxLn) .
Je ziet dat de nullijn hierin wel degelijk meedoet.
Alle ingrediënten had je al uitgerekend.
Terzijde: wat een ellendige notie met een -teken erin!