overbelasting nulgeleider bij non-resistieve niet-gebalanceerde 3F belasting?


EricP

mét CE

Als ik op 1 fase een sterk capacitieve/inductieve last toevoeg, dan is die draaiing niet langer 120 graden. Dan loopt de nulstroom in potentie op >16A. of zie ik dat verkeerd?

Nee, dat zie je goed. Als je op de andere fase iets soortgelijks de andere kant op doet, dan kun je nog verder omhoog!

En als ik dat goed zie, hoe wordt dat afgevangen in de installatietechniek?
- Is de cosphi van (consumenten) apparatuur verplicht binnen bepaalde grenzen om dit netjes in het gareel te houden?
- Wordt hier niet echt naar gekeken, maar gaat het in de praktijk goed?

Ik houd het op een combinatie van die 2. Die 16A is ook maar een waarde (nogmaals: in België andere natuurkunde, daar kan hetzelfde draadje opeens 20A hebben). En je moet wel een forse last hebben die zoiets doet wil het echt naar gaan worden. Daarnaast is de fase draaiing op die manier ook niet zomaar 120 graden. Dus voordat je de stromen gewoon kunt optellen, ben je wel ff onderweg.

Maar inderdaad, als je bij de ene fase 120 graden de ene kant op kunt draaien en bij de andere 120 graden de andere kant op, dan loopt door je nul 3x de bedoelde stroom.

Daarentegen: als je op alle fasen de boel de gelijke hoek verdraait, dan klopt het verhaal weer en is de stroom door de nul weer 0...

Ter referentie:

In dit geval ging de discussie over het toepassen van een krachtgroep voor een inductiekookplaat. Dan trek je 1 nul en 3 fasen (Waarvan je er meestal 1 niet gebruikt). Maar blijkbaar zegt Siemens dat je dan alsnog 2 nullen gebruikt (ook al is het een 230/400 aansluiting).

Dat leek me nogal onzin. En de plaat zou op zich vergelijkbare draaiing veroorzaken op beide fasen, dus daarmee valt het "probleem" mee.

Maar in de situatie dat je bijvoorbeeld een oven (lekker resistief) aansluit op de overgebleven L3 zou je in theorie dus >16A over de nul kunnen trekken.

De vraag is even in hoeverre de kookplaat een afwijkende cosphi heeft. Hoewel de spoel natuurlijk inductief is verwacht ik dat het totaal van het resonantiecircuit, de spoel en de pan toch een sterk resistieve last vormt. Ander krijg je naar mijn idee vooral een blindstroom last. Daar krijg je weinig mee warm (behalve de kabels in de muur dan)

joopv

Golden Member

Het klinkt hetzelfde, maar een inductiekookplaat is geen inductieve belasting op het lichtnet. Net zo min als een dikke switched-mode voeding dat is.

De magnetische energieoverdracht van de kookplaat naar de pan loopt NIET op 50Hz maar op tientallen tot honderden kHz. Gelijkrichter, inverter, "zend"spoel. Met de verplichte power factor correctie gedraagt dat geheel zich vrijwel ohms op het lichtnet.

EricP

mét CE

Ben je niet in de war met een 'kookgroep'? Daar heb je dus geen fase verschil en kun je de stromen gewoon optellen.

Als je 1 fase inductief belast en de andere capacitief dan kun je de stroom in de nul “opkrikken”
Hoe meer inductief en capacitief de stromen zijn hoe groter de Nulstroom word.
In de praktijk heb je niets aan (flinke) capacitieve en inductieve lasten, die wekken geen vermogen op.
Je kookplaat heeft een cos phi van 1. Daar heb je in elk geval met dit verschijnsel niets te maken.
In de industrie kom je vrijwel alleen inductieve lasten tegen. Daar zijn de lasten per fase (meestal) gelijk. Denk aan motoren, 3 fasen elke fase is even zwaar belast en gelijk in cos phi.
Capacitieve stromen heb je eigenlijk alleen maar bij cos phi verbetering, en ook daar zijn de stromen per fase gelijk.
Ook zijn de inductieve lasten zelden slechter dan cos phi van 0,8. Capacitieve lasten daar integen hebben een cos phi van 0.
Er zijn wel gevallen met een zeer slechte cos phi, maar dan gaat het om (relatief) kleine stromen.
Aan een inductieve of capacitieve last heb je niets, daar heb je geen vermogen van.

Een stroom kan nooit meer dan 90 graden verschoven zijn, Je voorbeeld dat je stelt bij 120 graden kan in de praktijk dus nooit.

Nog even ter aanvulling en als voorbeeld.
Een (ouderwetse) lastransformator is (meestal) aangesloten tussen 2 fasen en is door de trafo inductief.
Onbelast is de cos phi zeer slecht, maar de netstroom is ook laag.
Op het moment van lassen wordt de netstroom flink hoger, maar de cos phi wordt ook veel beter.

[Bericht gewijzigd door Toeternietoe op 18 september 2020 15:46:52 (12%)]

Daar waar een schakeling rookt, vloeit de meeste stroom (1e hoofdwet van Toeternietoe)

Op 18 september 2020 15:22:52 schreef EricP:
Ben je niet in de war met een 'kookgroep'? Daar heb je dus geen fase verschil en kun je de stromen gewoon optellen.

Nee juist niet.

Dan was het vrij simpel inderdaad. De nul stroom wordt dan 2x de fasestroom en dus heb je 2 nuldraden.

Bij 3f is dat dus 1x ivm de fasedraaiiing. In theorie kun je die dus groter dan 1xIf maken door (een combinatie van) capacitieve en inductieve lasten.

Maar zoals de rest dus ook al noemt. In de praktijk is de cos phi eigenlijk nooit dusdanig slecht dat het echt uitmaakt.

Laat dat aansluitplaatje van $iemens een zien?

Daar waar een schakeling rookt, vloeit de meeste stroom (1e hoofdwet van Toeternietoe)

er bestaat veel erger dan inductieve en capacitieve belastingen op een driefazenet : niet lineaire belastingen. deze veroorzaken een stroom door de nulleider aan 150Hz en kan niet weggesommeerd door de andere fazen, dus die kan veel groter worden dan gedacht.

Stel dat jouw inductieplaat geen PFcorrector had, dan zouden de gelijkrichterdiodes enkel op de toppen van de sinussen geleiden om de condensatoren voor de invertors bij te laden. Omdat dit bijladen voor iedere faze op een ander moment valt en dat drie keer gebeurt per cyclus gaat er door nulleider dus een somstroom lopen van 3F..

@kris van damme
Die had ik ook in gedachten, 3e harmonischen.

Stel, je hangt je hele huis vol met gasontladingslampen, op alle drie de fasen. Dat geeft pas een stroompje in de nulleider. Vroeger werden trafohuisjes standaard geleverd met de nulkabel van de trafo naar het verdeelrek de halve kwadratuur als de fasekabels. Nadat er ergens wat was uitgefikt, zijn die kabels nu allen dezelfde.
In de tuinbouw passen ze tegenwoordig 400V assimilatie toe. Scheelt koper, en die 3e harmonische draait nu rond in de fasekabels.

Op 18 september 2020 18:31:45 schreef mvdk:
@kris van damme
Die had ik ook in gedachten, 3e harmonischen.

Komt niet voor bij inductiekookplaten.
Inductiekookplaten hoeven geen PF-corrector te hebben. Als de momentane netspanning laag is dan is de momntane netstroom ook laag. Het geleverde vermogen aan de aardappelen is dan ook laag. Dat is niet erg. Dat tekort aan geleverd vermogen wordt eem paar milliseconde later wel gecompenseerd. Een PC-voeding heeft een bufferelco nodig omdat de PC te allen tijde een constant vermogen opneemt. Die bufferelco kan alleen netjes geladen worden vanuit het net met een PF-corrector. Een inductiekookplaat heeft geen bufferelco. Hoogstens een kleintje voor de voeding van de stuurelectronica.

Het is precies zoals @joopv het schrijft in zijn post van vrijdag 18 september 2020 15:16:19 (maar zonder powerfactor corrector omdat er geen bufferelco aanwezig is. Er is wel een LC laagdoorlaatfilter!)

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

Op 18 september 2020 19:01:19 schreef ohm pi:
[...]
Komt niet voor bij inductiekookplaten.
(...)

Weet ik. Maar ik geef er ook een voorbeeld bij wanneer je die verschijnselen wél kunt krijgen.
Dit naar aanleiding van de opmerking van forumlid kris van damme

Bij dit soort vragen gebruik je vector diagrammen om de boel te verduidelijken. Eerst van de fasen op zich, en dan een om de fasen te ontbinden.

De spanning is te snijden, welke mes moet ik daarvoor gebruiken?

Het geleverde vermogen aan de aardappelen is dan ook laag. Dat is niet erg.

Een aardappel vergeeft je veel :). Trouwens, bij een 'gewone' kookplaat gebeurt natuurlijk hetzelfde, eveneens 100x per seconde.

Op 18 september 2020 15:23:04 schreef Toeternietoe:
Een stroom kan nooit meer dan 90 graden verschoven zijn, Je voorbeeld dat je stelt bij 120 graden kan in de praktijk dus nooit.

Als op die fase teruggeleverd wordt, dan is de fasehoek wél groter dan 90 graden - liefst zelfs 180 graden, natuurlijk.

--
Hoe dan ook, de stroom in de nulleider is altijd de som van de fasestromen. (Als je tenminste geen groot aardlek hebt.)
De clou is alleen dat je die stromen wel vectoriëel moet optellen, dus met inachtneming van hun fase. Dat gaat het gemakkelijkst door letterlijk die vectoren te tekenen en op te tellen: gewoon de pijltjes kop aan staart leggen, en kijken waar het eind uitkomt.
En hoewel dat meer iets lijkt voor op school, is het altijd goed om althans enig idee te hebben van wat er gebeurt.

Maar in het geval van niet-sinusvormige stromen gaat dat niet zo gemakkelijk (kan wel, maar dan voor álle harmonischen die voorkomen).
Je kunt dan beter de stromen in de loop van de tijd punt voor punt optellen. Zo zie je bijvoorbeeld dat alle pulsen van de stroom door gasontladingslampen, ná elkaar in de nul terecht komen, en elkaar dus niet kunnen opheffen.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Op 18 september 2020 16:41:12 schreef Toeternietoe:
Laat dat aansluitplaatje van $iemens een zien?

Is van een willekeurige Siemens plaat. Ik heb er geen.
Staat hier bovenaan pagina 3:
https://media3.bsh-group.com/Documents/9001276814_D.pdf

Aan het toestel zit een aansluitsnoer, dat is blijkbaar 5 aderig.
Zo kan men elke variant aansluiten.
Het plaatje heeft dus niets met je installatiebedrading te maken.

Daar waar een schakeling rookt, vloeit de meeste stroom (1e hoofdwet van Toeternietoe)

Dat zou kunnen, maar (even aangenomen dat er een perilex stekker aan zit) zit dat extra draad in het WCD aan L3.

Of er komt alleen een snoer bij zonder stekker

Op 18 september 2020 22:00:40 schreef timberleek:
Dat zou kunnen, maar (even aangenomen dat er een perilex stekker aan zit) zit dat extra draad in het WCD aan L3.

Dat is afhankelijk van wat je hebt of wilt.
1 Fase, 3 fase, of een typische Nederlandse Kookgroep

Daar waar een schakeling rookt, vloeit de meeste stroom (1e hoofdwet van Toeternietoe)

Dat klopt.

Bij L1 en L2 denk ik aan verschoven fasen. Niet 2xL1.
Vandaar de "automatische" link met L3

Maar aangezien zij er 230/400 3F bij hebben gezet bedoelde zij hetzelfde.
Dan bedoelen ze waarschijnlijk dat je in de stekker ook beide N onder hetzelfde nulcontact aansluit. in plaats van hem helemaal los laten liggen, of in de stekker aansluit (dan op L3) en de andere kant los laat liggen.

Je wilt je 1-fase oven bij de kookplaatgroep gaan frotten, succes ermee. Pak eens een ouderwets vel ruitjespapier en een geodriehoek en maak een vectordiagram zoals FET en Hunebedbouwer al aangaven.

Op 18 september 2020 19:37:32 schreef Frederick E. Terman:
De clou is alleen dat je die stromen wel vectoriëel moet optellen, dus met inachtneming van hun fase. Dat gaat het gemakkelijkst door letterlijk die vectoren te tekenen en op te tellen: gewoon de pijltjes kop aan staart leggen, en kijken waar het eind uitkomt.

Gr.

Erik

Ho, ik wil helemaal niks bij niks gaan frotten.

Voor mij was het puur een gedachte experiment adhv andere lui die aan het discussiëren waren over kookplaten, kracht- en kookgroepen.

Op 18 september 2020 18:31:45 schreef mvdk:

In de tuinbouw passen ze tegenwoordig 400V assimilatie toe. Scheelt koper, en die 3e harmonische draait nu rond in de fasekabels.

400 volt "assimilatie" dat laatste woord kan ik in dit verband niet vatten. bedoel je driehoek ipv ster? (dan ben je er idd vanaf)

@kris van damme
Assimilatiebelichting, groeilampen. Gasontladingslampen veroorzaken 3e harmonischen. Als de lampen op 230V aangesloten worden, netjes over de drie fasen verdeeld, geeft dat een grotere stroom in de nulleider.
In kantoorgebouwen met veel TL bestond het fenomeen ook wel, maar daar heb je ook nog wat andere verbruikers. Zo'n warenhuis hangt vol met lampen.

Edit: en inderdaad, de lampen worden dus nu in driehoek geschakeld, op de lijnspanningen.

[Bericht gewijzigd door mvdk op 19 september 2020 01:47:49 (11%)]

Op 19 september 2020 01:46:09 schreef mvdk:

Edit: en inderdaad, de lampen worden dus nu in driehoek geschakeld, op de lijnspanningen.

schrijf dat dan meteen :-)

Assimilatie lampen blijkt een ander woord te zijn voor Kweeklampen maar of die dan in ster of driehoek hangen heeft niks met dat woord te maken, vandaar de verwarring.

Ik kon me alleen maar inbeelden dat men teruggreep naar driehoek om van 3F af te raken en blijkt nu zo te zijn.

Bij driehoek raak je niet van 3 fasen af, je gebruikt alleen de nul niet meer.

Op 19 september 2020 17:35:02 schreef KlaasZ:
Bij driehoek raak je niet van 3 fasen af, je gebruikt alleen de nul niet meer.

3F staat dan in de context van de laatste reacties dan ook voor 3 keer de frequentie , zijnde 150 Hz..

blijkbaar hebben die driefazige 230V~ in driehoek zonder N netten toch nog hun voordelen :-)