Blindstroom: wel of niet betalen?

Bapaktus

Special Member

Vroeger werden er bij fabriekshallen met TL-verlichting gelijke aantal inductieve- en capacitieve balken gemonteerd.
Resultaat cos-phi van 1.
Hoe dat tegenwoordig is weet ik niet.
ruud

mel

Golden Member

Op 7 mei 2022 10:28:41 schreef Bapaktus:
Vroeger werden er bij fabriekshallen met TL-verlichting gelijke aantal inductieve- en capacitieve balken gemonteerd.
Resultaat cos-phi van 1.
Hoe dat tegenwoordig is weet ik niet.
ruud

Dat heeft ook een voordeel bij draaiende machines, bv. draaibanken.
Het heft het stroboscoopeffect op.

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Hier op het werk word blindvermogen wel gemeten op een aparte teller. Tot een bepaald percentage van de werkelijke kWh is er vrijstelling. Over het algemeen zit het hier met rond de 6 Mwh belasting rond de 0,88-0,90 .

Echter de sinus is niet zo heel mooi meer door de vele FO's > 250 kW die een deuk je maken. Nu zitten we hier met eigen trafo's maar enigste is dat de inspecteur wel een opmerking gemaakt heeft dat sommige apparaten met een niet heel mooie voeding hier wel eens last van kunnen krijgen.

Heel vroeger met lineaire belastingen, was "cos phi" de enige issue: Als de aansturing sinusvormig is, dan zijn alle stromen en spanningen dat ook. DAN is het zinnig om van cos phi te spreken.

Bij een trafo-voeding die op iedere opgaande flank van de glijkgerichtte spanning de condensator oplaad, is er welliswaar een voorloop van de stroom t.o.v. de spanning, maar over een cos phi kan je het eigenlijk niet hebben: Dan moeten de vormen gelijk zijn. Als de vormen gelijk zijn dan wordt de complete vorm van de stroom bepaald (*) door de RMS waarde en de phi.

Bij de moderne situatie is de vorm van de stroom helemaal niet bepaald door twee eenvoudige getalletjes. Maaaarrrrrr... Als je de RMS waarde en de power factor doorgeeft dan heb je WEL genoeg informatie om de extra leiding verliezen uit te rekenen. De power factor gedraagt zich in die berekening PRECIES als een cos phi. Vandaar dat veel mensen zich die twee termen door mekaar gebruiken en dat dit eigenlijk niet zo'n probleem is.

(*) Dus als ik jou die twee getalletjes geef, dan kan jij de stroom in mijn schakeling op ieder moment precies uitrekenen.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Hoeben

Golden Member

Op 7 mei 2022 10:04:19 schreef KlaasZ:
[...]Dat geldt voor de eerste perioden. Maar als de elco eenmaal is opgeladen, dan loopt er alleen stroom rond de top van de sinus. Weliswaar voornamelijk net voor de top, waardoor er een minimale faseverschuiving is.

Ligt eraan hoe ver de condensator ontladen wordt. Chinese designs zijn zo goedkoop mogelijk.

Hoeben

Golden Member

Op 7 mei 2022 10:28:41 schreef Bapaktus:
Vroeger werden er bij fabriekshallen met TL-verlichting gelijke aantal inductieve- en capacitieve balken gemonteerd.
Resultaat cos-phi van 1.
Hoe dat tegenwoordig is weet ik niet.
ruud

Bij de betere elektronische voedingen is er een power factor correctie.

Hier is e.e.a. uitgelegd:
https://www.sunpower-uk.com/glossary/what-is-power-factor-correction/

Dan heb ik ook een vraag naar aanleiding van dit verhaal:

Kan ik zien welke cos-phi ik heb op de uitdraai van mijn slimme meter, en zoja, waar staat dat dan?

Want dat wil ik dan wel eens bijhouden met domoticz.

[Bericht gewijzigd door Roches op 8 mei 2022 16:16:12 (15%)]

Domoticz en ESP8266, goede combo!!!

Nee, de cosphi kun je niet zien op je slimme meter. Het is gewoon geen verrekeningsgegeven, dus niet van belang. Wat je op sommige meters wel kan zien is de spanning en/of de stroom per fase. Maar dat is meer een extraatje, het is ook geen verrekeningsgegeven.

Op 8 mei 2022 16:15:14 schreef Roches:
Dan heb ik ook een vraag naar aanleiding van dit verhaal:

Kan ik zien welke cos-phi ik heb op de uitdraai van mijn slimme meter, en zoja, waar staat dat dan?

Want dat wil ik dan wel eens bijhouden met domoticz.

Zover ik weet komt dit bij de meeste thuismeters niet in de meetresultaten voor en ook niet naar buiten via de P1 poort.

Op 6 mei 2022 21:30:24 schreef Hoeben:
Tegenwoordig met veel goedkope adapters wordt een elko met een diode opgeladen wat ook een korte stroompiek geeft met slechte cosinus phi. Het gaat om meer dan fasedraaiing.

ook bij die eenvoudige adaptors blijft de cosphi 1. de arbeidsfactor, vormfactor of crestfactor, dat is een ander verhaal.

Op 6 mei 2022 15:53:42 schreef rob040:
[...]
Dat is wel erg oneerlijk, want als ik me netjes gedraag en heb thuis alles met een cos phi van 1 betaal ik teveel...

het per verbruiker apart gaan afrekenen zou veel te complex worden. Kan je ook beginnen zeuren over de verschillen van iemand die dicht of ver van de centrale woont. de verre klanten veroorzaken meer verlies (ook bij cosphi =1 ), moeten die dan meer gaan betalen?

Al die verliezen worden gewoon gedeeld en betaald iedereen wat van per kWh dat hij verbruikt. zoiets is logische solidariteit..

Op 7 mei 2022 23:22:41 schreef Hoeben:
[...]

Bij de betere elektronische voedingen is er een power factor correctie.

Hier is e.e.a. uitgelegd:
https://www.sunpower-uk.com/glossary/what-is-power-factor-correction/

power factor correcter is heel wat anders dan een cosphi verbeteraar, en is vanaf een bepaald vermogen gewoon verplicht, anders schiet er geen sinus over op het net...

[Bericht gewijzigd door kris van damme op 9 mei 2022 23:31:13 (18%)]

Op 9 mei 2022 23:24:36 schreef kris van damme:
[...]

ook bij die eenvoudige adaptors blijft de cosphi 1. de arbeidsfactor, vormfactor of crestfactor, dat is een ander verhaal.

Waarom hebben we het in deze discussie over "cos phi" of "power factor"?

"Ohh. Wat heb jij een mooie cos phi! ik wou dat ik zo'n mooie had! " ???

Voor het werkelijke antwoord moeten we terug naar de startpost. De TS vraagt zich af of z'n meter correct omgaat met blindstroom.

Als de stroom 1.1A RMS bedraagt, maar de cos phi (of power factor) ongeveer 0.9, wordt je dan voor 230W of voor 250W aangslagen door je consumenten-metertje? Dat was de vraag. Het antwoord is: Je wordt alleen voor het reeele deel van het vermogen aangeslagen, blindstroom wordt niet verrekend. Bij grootgebruikers wordt het wel gemeten en worden er eisen aan gesteld of inderdaad iets verrekend.

Terugkomend op de "cos phi" bij "eenvoudige adapters".

Zoals ik al eerder heb gezegd: Het heeft niet zo veel nut om van "cos phi" te spreken als er niet lineaire elementen in het spel zijn. Wat is in godsnaam je definitie van cos phi als de stroom-vorm niet sinus-vormig is. De enige zinnige definitie is om hem gelijk te stellen aan de power factor. Dan is jou stelling dus tautologisch fout. Eventueel kan je een fourier transformatie doen op de stroom-curve, alles behalve de grondtoon negeren en dan de cos phi definieren. In dat geval is de cos phi gewoon "niet 1". Dus jou stelling is wederom niet correct.

We zitten hier niet op een school waar strenge definities voor "cos phi" en "power factor" aangeleerd worden om vervolgens over de verschillen te kunnen discussieren. Dus in het algemene spraakgebruik wordt met die twee termen hetzelfde bedoeld. Klaar.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Op 10 mei 2022 07:09:54 schreef rew:
[...

Terugkomend op de "cos phi" bij "eenvoudige adapters".

Zoals ik al eerder heb gezegd: Het heeft niet zo veel nut om van "cos phi" te spreken als er niet lineaire elementen in het spel zijn. Wat is in godsnaam je definitie van cos phi als de stroom-vorm niet sinus-vormig is. De enige zinnige definitie is om hem gelijk te stellen aan de power factor.

Ja, die discussie hebben we al gehad, lang geleden :-). geen continue stroom/spanning.., hoe bepaal je daarin de cosphi, voor zover je er nog kan van spreken.

je kan het ook van de andere kant bekijken. Een cosphi lager dan 1 wijst op een reactief vermogen, maakt dat er gedurende een bepaalde tijd binnen de periode vermogen teruggestuurd wordt. door de diode kan dat alvast niet, dus cosphi moet wel één zijn, mocht je hem in ogenschouw willen nemen. de power factor is dat uiteraard niet.

Dit verzand in een "welles nietus" discussie omdat jij een "rare" definitie van "cos phi" er op nahoudt.

Er WORDT op bepaalde momenten door de grondtoon energie teruggeleverd. Door de harmonischen worden die echter ook weer opgenomen.

De makkelijkste definitie voor "phi" (en daarmee cos phi) die werkt is: de fase verschuiving van de stroom t.o.v. de spanning in een netwerk wat uitsluitend lineaire elementen bevat.

Klaar. Cos phi bestaat niet voor een niet lineaire belasting. Omdat "netwerken met uitsluitend lineaire elementen" niet bestaan buiten school-omgevingen, bedoelen de meeste mensen "power factor" als ze "cos phi" zeggen. Het effect is hetzelfde en je rekent er daarom identiek mee.

Google zelf eens naar "cos phi definition". Alles wat je tegenkomt begint met "power factor is.... " Dus mijn voorstel (om cos phi identiek te behandelen als powerfactor) wordt kennelijk redelijk algemeen aanvaard.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Op 10 mei 2022 09:57:20 schreef rew:
Er WORDT op bepaalde momenten door de grondtoon energie teruggeleverd. Door de harmonischen worden die echter ook weer opgenomen. .

Dat is niet wat er gebeurt. Die stroomharmonischen veroorzaakt door de vervorming van die niet-lineaire belasting hebben geen bijbehorende spanningscomponent of tenminste geen van enige betekenis en vermits je met 0V geen vermogen kan genereren zit je dus met een bepaald stroomaandeel dat geen vermogen opwekt.

Of cos phi algemeen aanvaard wordt is nog maar de vraag, in het Engels iig niet en wordt dat PFthd genoemd. Veel minder verwarrend. Misschien eens vragen aan een leraar hoe dat onderwerp wordt aangeleerd. In mijn tijd werd daar geen aandacht aan besteed, wegens te “marginaal” en waarschijnlijk ook te moeilijk op TSO niveau. Vermoed eigenlijk dat dat nog steeds zo is.

[Bericht gewijzigd door New Beetle op 10 mei 2022 12:46:07 (16%)]

zoveel discussie voor een simpel antwoord.
Je betaalt enkel de effectief geleverde energie als privépersoon.
Elektromagnetische klassieke kWhmeters registreren door hun werkingsprncipe enkel het effectieve vermogen in functie van de tijd aan.
Als de nieuwere types dit niet zouden doen is dat fraude.

In het verleden waren er simpelweg 2soorten verbruikers, de ohmse zoals gloeilampen en verwarmingselementen en inductieve zoals motoren en tl ballasten. Bij inductieve lasten is er meer stroom nodig om dezelfde hoeveelheid vermogen te leveren.
Bedrijven en kantoorgebouwen hadden vaak veel inductieve verbruikers zoals tl verlichting.
Omdat voor dezelfde hoeveelheid energietransport er meer stroom nodig is en als gevolg daarvan zwaardere transportinfrastructuur werd ofwel een toeslag aangerekend of moesten er maatregelen genomen worden om de fase veschuiving
binnen de perken te houden zoals condensatorbatterijen.
Voor een gezinswoning is dit niet van toepassing. De arbeidsfactor wordt hier niet geregistreerd.

Recent worden steeds meer omvormers en ledverlichting gebruikt, die een sterk vervormde stroom consumeren.

De belastingen worden capacitiever en de vervorming is sterk toegenomen.
Hoe het energietransport daarmee omgaat ligt ter discussie.
Ik kan me voorstellen dat vervormde stroom op zich niet leidt tot beduidend meer warmteverliezen in de kabels, maar dat de harmonischen wel in de wijktransformatoren tot meer ijzerverliezen leiden door de hogere frequentiecomponenten .
In elk geval niet iets waar een huisgezin zich zorgen hoeft over te maken.
Je betaalt gewoon het aantal Joules die geleverd worden. Punt uit.

Het lijkt me hoe dan ook fout om de cosphi gelijk te stellen aan de
powerfactor omdat deze laatste ook de vervorming omsluit.
20-30 jaar geleden zou dat bij benadering wel geklopt hebben.

Ik ben een notoire onzinverkoper, want wat ik beweer past vaak niet in ieders kraam.

@new beetle: Een stroom die geen spanningscomponent heeft....

Sorry, maar ik volg je niet meer. Sorry.

Op 10 mei 2022 13:17:29 schreef grotedikken:
Ik kan me voorstellen dat vervormde stroom op zich niet leidt tot meer warmteverliezen in de kabels, ...

Nee, dat is niet zo.

Iedere vervorming van de stroom leidt tot meer warmte verliezen in de kabels.

Het is wiskundig aan te tonen dat UITSLUITEND met een precies sinusvormige stroomcurve je de arbeidsfactor 1.0 kan halen. (aannemende dat de spanning sinusvormig is).

De wiskunde ben ik vergeten, dus ik kan het niet ter plekke reproduceren.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

niet noodzakelijk.
Jij denkt vermoedelijk aan scherpe piekvormige pbelastingen en aan I2R.

Stel dat we een vervorming hebben waarbij de sinus afgeknot wordt tot een soort blokgolf. Dus met vooral oneven harmonischen.
Omdat de verhouding piek/gemiddelde kleiner is zou je eerder minder koperverliezen verwachten.

Ik ben een notoire onzinverkoper, want wat ik beweer past vaak niet in ieders kraam.

Nogmaals: Een ohmse belasting is de enige belasting die power-factor 1 kan halen. Dus als je spanning afgeknot is, dan moet je stroom dat ook zijn.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Frederick E. Terman

Honourable Member

Een ohmse belasting is de enige belasting die power-factor 1 kan halen.

Een ohmse belasting heeft áltijd een arbeidsfactor van precies één. Het vermogen erin is exact wat je zou berekenen uit de effectieve stroom (of uit de effectieve spanning).
Dat is ook logisch, omdat dat dat nu eenmaal de definitie van effectieve stroom (en spanning) is. :)

--
Altijd als de stroom er niét hetzelfde 'uitziet' als de spanning - door een andere vorm, een andere fase, of soms beide - , is de arbeidsfactor kleiner dan een.

De Fourier-analyse geeft een gemakkelijke weg dit in te zien.
Het vermogen is het gemiddelde van het product van spanning en stroom. Schrijf je nu spanning en stroom elk als 'grondgolf met harmonischen', dan krijg je een product van 'alles met alles'.

Gelukkig is het gemiddelde van ieder kruisproduct waarvan de frequenties ongelijk zijn, vanzelf al nul.
We hoeven dus alleen maar gelijke frequenties met elkaar te vermenigvuldigen. Dus: spanningsaandeel op 50 Hz maal stroomaandeel op 50 Hz; idem voor 100 Hz, 150 Hz... etc.
Elk van die producten, dus voor elke frequentie, heeft ook zijn eigen 'COSφ', betrokken op die frequentie.
De totale som van al deze deelvermogens is nu het totale vermogen in de belasting.

Is de spanning nu sinusvormig, maar de stroom niet (het kán dan dus niet om een ohmse belasting gaan!), dan zitten er in de stroom dus harmonischen, maar die dragen niet bij aan het vermogen in de verbruiker omdat er geen bijbehorende spanningsharmonischen voor zijn (die ontbrekende spanningscomponenten van @New Beetle).
Maar de stroom heeft daardoor wel een hogere effectieve waarde, zodat kennelijk de arbeidsfactor niet meer 1 is.

In het 'ouderwetse' geval van geen vervorming, maar alleen faseverschuiving, hebben we dus alleen het product van de 50Hz-termen maal de cosinus van hun faseverschil. Een kleinere cosinus betekent een kleinere arbeidsfactor, zodat de stroom in de toevoerdraden groter moet zijn dan anders het geval geweest zou zijn.

In het 'moderne' geval van alleen vervorming, maar geen faseverschuiving, is eveneens de effectieve stroom in de toevoerdraden groter dan alleen de stroom op de grondfrequentie; ook daar is de arbeidsfactor dus kleiner dan 1.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Op 10 mei 2022 13:33:33 schreef rew:
@new beetle: Een stroom die geen spanningscomponent heeft....

Sorry, maar ik volg je niet meer. Sorry.

Als je stroom vervormt ontstaan harmonischen, 100, 150, 200,… Hz. De spanning heeft die vervorming echter niet, of toch heel weinig en heeft dus enkel de grondtoon van 50Hz.
Die 50Hz spanningscomponent genereert vermogen icm zijn vriendje 50Hz stroomcomponent
De 100, 150,…. Hz harmonischen in de stroom hebben geen “spanningsvriendje” en kunnen dus ook geen vermogen genereren, enkel stroom, blindstroom zoals dat heet.

Dacht zelfs dat er ergens in dit forum een draadje zit waar precies dit duidelijk uitgelegd werd door iemand die veel slimmer is als ik, dacht FET. Hopelijk snelt hij nu ook weer ter hulp :)

Als je van de duivel spreekt :), zelf sneller dan ik kan intikken.

[Bericht gewijzigd door New Beetle op 10 mei 2022 16:13:28 (13%)]

Op 10 mei 2022 16:11:11 schreef New Beetle:
De spanning heeft die vervorming echter niet, of toch heel weinig en heeft dus enkel de grondtoon van 50Hz.

Heb je de netspanning wel eens op een scoop gezien? Tegenwoordig zijn de sinustoppen behoorlijk afgeplat, dus er moeten wel harmonischen in de spanning zitten.
De tijd dat de netspanning een fraaie sinusvorm had is al een paar jaar voorbij.

Klopt, maar naast de stroom van sommige belastingen is dit maar klein bier.

Frederick E. Terman

Honourable Member

Ik vind 'spanningsvriendje' wel een mooie term. Die zal ik wel eens lenen.

Natuurlijk is de netspanning niet altijd sinusvormig; het ging nu om de manier van rekenen.
Als altijd zijn de HF-beoefenaars hier in het voordeel: voor ons is dit peanuts. Iedereen die weleens naar de spanning (sinus) en stroom (niet sinus!) in een klasse-C eindtrap heeft gekeken kent de berekeningen.

Wat me dan weer brengt bij:

Op 10 mei 2022 14:17:09 schreef grotedikken:
niet noodzakelijk.
Jij denkt vermoedelijk aan scherpe piekvormige pbelastingen en aan I2R.

Stel dat we een vervorming hebben waarbij de sinus afgeknot wordt tot een soort blokgolf. Dus met vooral oneven harmonischen.
Omdat de verhouding piek/gemiddelde kleiner is zou je eerder minder koperverliezen verwachten.

Ik heb eens een plaatje gemaakt van een belasting, die uit de sinusvormige spanning een stroom opneemt met een variabele derde harmonische erin, met aandeel (t.o.v. grondfrequentie) 'k'. Zowel met pieken als met afplatten gaat de arbeidsfactor omlaag (klik voor groter):

e: nu het juiste plaatje geüpload :D
Hieronder (klik) drie instanties van dezelfde situatie: k=0,5 'afplattend'; k=0; k=0,5 'piekend'. Bovenaan de sinusvormige spanning, daaronder voor de drie situaties de stroom en het vermogen in de verbruiker.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Een van mijn (oer-)oude schoolboeken, makkelijk 45 jaar oud en bijna geel. Toen wist men al dat een centrale geen kolen moest stoken om reactief vermogen te produceren en toch duikt die vraag in 2022 nog steeds op. Eigenlijk wel vreemd, niet?