Net-overspannings-normen?

Op maandag 12 februari 2024 10:41:14 schreef Harm J Seef:
Wel stel ik vast dat er ‘s avonds vanaf ca 18:00 tot ca 24:00 regelmatig het overspannings-alarm afgaat (275 tot 283 VAC TRMS, langer dan 1 seconde).

Dat is wel heel veel in mijn ogen, raar dat er geen toestellen defect gaan in de wijk, ben je wel zeker dat de spanning zo hoog is.

Kortstondige pieken of meet je misschien de 297 Hertz (*) toonsignalen mee?
(*): en alle varianten.

[Bericht gewijzigd door Brightnoise op maandag 12 februari 2024 11:50:13 (17%)]

In een geschrift van de KEMA heb ik ooit gelezen dat overspanningspieken tot 7kV kunnen voorkomen in het LS net. Maar dan gaat het om maximaal 1 milliseconde, als gevolg van schakelverschijnselen.
Spanningen van 280V gedurende meer dan een seconde lijken me zeer onwaarschijnlijk. Ik zou niet weten hoe dat kan gebeuren.
Heb je de mogelijkheid om de golfvorm te vangen als dat gebeurt?

Toch nog vragen. Die spanningspieken van rond de 280V. Pieken die dan vanaf 230V? Of vanaf 279V? In het eerste geval is er sprake van piek, in het tweede van rimpel.
Ik ga er vanuit dat het over een éénfase aansluiting gaat, maar is dat ook zo?
Als er regelmatig zo'n hoge spanning op 1 fase staat, is er toch ergens iets niet goed. Ik zou dan toch óók graag weten hoe die anderen er voor staan...

Op maandag 12 februari 2024 10:41:14 schreef Harm J SeefInmiddels vermoed ik dat de overspanningspieken veroorzaakt kunnen worden door het inschakel-laad-afschakelen van een elektrische auto?

Bij mijn weten zijn er twee mechanismen waarop het afschakelen van een belasting tot een piek kan leiden:

- Inductief, doordat de stroom ineens lager wordt werkt de inductie van het net tegen, en ontstaat er een korte piek. Die piek zal altijd korter zijn dan de periode van het lichtnet, waarschijnlijk zelfs korter dan een milliseconde.

- regeltechnisch, doordat er meer vermogen ingaat dan verbruikt wordt. Maar omdat distributietrafo's niet regelen (en dus, m.u.v. de inductieve effecten) de veranderde stroomvraag rechtstreeks doorgeven aan de hoogspanningskant moet het verschil dan wel over een heel groot gebied gelden. En dan is de vraag wat voor enorme last daar geschakeld word...

Of inderdaad een meetfout.

De monitor is enkelfasig. Heb geen mogelijkheid voor drie-fase-controle, of vastleggen signaalvorm. De gebruikte meetmethode is ca 90 spanning-samples per periode. Het kwadraat van elke meting wordt cumulatief opgeteld, en na één periode levert worteltrekken van de cumulatief de effectieve waarde. Het gemiddelde van 50 perioden (=1 seconde) wordt als effectieve waarde gepresenteerd. Wanneer deze te vaak ca 280 VAC gaat weergeven, krab ik toch even achter de oren; hoe kan dit?

De monitor is voorzien van een spanningsreferentie, en is afgeregeld met een regelbare AC-voeding en gekalibreerd met de Niaf Smitt NI98 III. Overdag helemaal niets aan hand. ‘s Avonds merk ik niets, geen lampgefikker, maar wel te vaak een overspanningsalarm.

Toonsignaal; Indien van toepassing wordt deze op vaste tijden eenmalig ingevoerd. Bij mijn weten worden toonsignalen niet meer gebruikt; zie https://www.stedin.net/slimme-meter/uitschakelen-tf-signaal.

Als het mijn situatie was, dan zou ik nu een kleine nettransformator¹ nemen, 6V bijvoorbeeld, en de secundaire daarvan via een geschikte weerstandverzwakker aansluiten op de line- of desnoods de microfooningang van een pc.
Neem de golfvorm op, bijvoorbeeld met 5512,5 samples/seconde, 16 bits, mono; dan kun je zes uur opnemen in een file van nog geen 300 MB.

Daarna kun je in bijv. Audacity of dergelijke software op je gemak in die file naar pieken zoeken en ze bekijken. Dat is nog een leuk werkje ook; je ontdekt zo ook nog andere dingen, bijv. of er nu wél of niét nog toonsignalen op het net zitten.

(Natuurlijk heb ik het bovenstaande werkelijk geprobeerd, toevallig een tijdje geleden. Ik zag inderdaad nog wel tonen, hoewel ik dacht dat ze niet meer gebruikt werden.)

--
¹Ik hoor de eerste al: 'de transformator laat de pieken vast niet onvervormd/onverzwakt/onvertraagd... door'. Nee, mogelijk niet; maar je ziet eventuele pieken zo wél.

Ja, dat kan best leuk klinken: https://freesound.org/people/benadski/sounds/658407/

Op maandag 12 februari 2024 14:38:57 schreef Frederick E. Terman:
¹Ik hoor de eerste al: 'de transformator laat de pieken vast niet onvervormd/onverzwakt/onvertraagd... door'. Nee, mogelijk niet; maar je ziet eventuele pieken zo wél.

In tegendeel, ik heb lang geleden met K20/K21 metingen (gevoeligheid van telecom apparatuur voor stoorpulsen op de voeding) gemerkt dat inductieve pieken op de (230V) voeding vrijwel onvervormd capacitief door de transformator gingen.

Dus een 500V piekje van 1us kwam gewoon als 500V op de 12V secundaire terecht.

Dat vond de bruggelijkrichter niet leuk

Overigens was dat een ringkerntrafo, een beltrafo met wikkelingen naast elkaar ipv over elkaar zal allicht minder capacitieve koppeling hebben.

Als het een capacitieve koppeling is heb je in elk geval een verbinding gehad naar aarde, anders wordt een piek van 500V omlaag getransformeerd naar 26V (maar eigenlijk minder, want je transformator verzadigt dan). Je probleem is hier 'common mode' en niet differentieel zoals het beschreven probleem hier. Een relatief klein 'common-mode' filter is voldoende om dit op te lossen. Bij een ringkern is 1nF capaciteit tussen de windingen niet gek, blackdog heeft eens metingen gedaan: Meetgegeven Diverse Transformatoren. Bloktrafo's hebben dit typisch minder inderdaad.

Ik zou gewoon een gloeilamp ergens ophangen, dan zie je dips en pieken in de netspanning vrij makkelijk. Als de thermostaat van mijn oven inschakelt zie ik dat in die ene gloeilamp in mijn huis, en dat is helemaal niet zo een enorme dip in netspanning als dat hier wordt beschreven. Als je er 50V over zit dan is dat best een machtig lichtsignaal, zelfs van een klein lampje. LEDs kunnen variatie in de spanning soms uitmiddelen, dat verschilt per lamp.

Overigens heeft dit alle schijn van een meetfout en is debuggen misschien handig. Zulk soort excursies zijn wel groot. Daar heb je waarschijnlijk een differentiele probe voor nodig en een scoop met een zinvolle methode om er op te triggeren. Transformatoren zijn alleen handig als het bijvoorbeeld een 400V exemplaar is of je ze in serie zet of zo, anders demp je de spanning die je wil zien (maar kan werken als je de aanwezigheid anders dan de exacte grootte wil zien).

als ik de schrijvende meter wegzet bij een klant en later het meetwaardenrapport bekijk wat er uit kwam, zie je ook vaker die pieken voorbij komen. zowel de spanning als de stroom schieten dan stevig omhoog. niet eens op elke fase, vaak maar op 1 fase gebeurt dat. ik had het idee dat het moment van meten dan net op de top van de sinus zat en dus een flinke piek weergeeft. hetzelfde met piekstromen die niet echt verklaarbaar zijn. dat is een normale piek die de meter door de meetinterval als een veel hogere piek ervaart.

hetzelfde met piekstromen die niet echt verklaarbaar zijn.

Een moderne motor kan tot 15x In aan piekstroom trekken. Als je meter net op dat moment een meting doen zal je een hoge stroom zien.
Maar meestal doen ze nog wel een middeling oid over de metingen maar dat zou je dan in de handleiding van de meter moeten vinden.

Maar TS doet al middeling en is een hoge waarde als uitschieter wel vreemd. Maar ik denk dat FET wel op het goede spoor zit en en je dus ook naar de frequentie moet kijken.

Varistor plaatsen, na zekering??

Ik zou gewoon een gloeilamp ergens ophangen

Natuurlijk, aan een gloeilamp zou je zulke spanningsstijgingen onmiddellijk zien; vaak valt het wel op zelfs als je er niet eens naar aan het kijken was. Maar ik zou niet weten waar je zo gauw een gloeilamp vandaan tovert.

De trafo-naar-geluidskaartmethode is eenvoudig en werkt goed. En echt, als de primaire spanning van een 6,3V-trafootje 20% hoger wordt, dan wordt de secondaire spanning ook echt bijna 20% hoger - dat gaat lukken.

Ik ging er eigenlijk van uit dat @TS, die zelf vermogensmonitors kan maken, ook wel weet hoe je zoiets zou kunnen riggen.
Maar voor de volledigheid: de secundaire spanning via een spanningsdeler op gewenst line- of mic-niveau brengen, zwak genoeg om eventuele stijgende spanningen ook nog te kunnen zien. Diodes antiparallel over de geluidskaartingang is uiteraard standaard, die eten ál te enthousiaste overspanningspieken wel op.
Je zou nog kunnen filteren, maar waarom. Alles is interessant in dit geval.

Op maandag 12 februari 2024 16:33:24 schreef blurp:
[...]

In tegendeel, ik heb lang geleden met K20/K21 metingen (gevoeligheid van telecom apparatuur voor stoorpulsen op de voeding) gemerkt dat inductieve pieken op de (230V) voeding vrijwel onvervormd capacitief door de transformator gingen.

je bedoelt over de trafo, niet door.. (wat Kruimel als common mode omschrijft)

Op maandag 12 februari 2024 16:50:55 schreef Kruimel:

Ik zou gewoon een gloeilamp ergens ophangen, dan zie je dips en pieken in de netspanning vrij makkelijk.

ook mijn eerste gedacht, maar durfde het anno 2024 niet meer voor te stellen

betreffende de overspanning... het net is één grote spoel (gelukkig over lange afstand bekeken gedempt), dus bij afschakelen ontstaan er inductiepieken. Als ik me het goed herinner mag dat tot 1,5kV gaan. Althans, dat is waar apparaten moeten tegen kunnen. uiteraard is de tijdsduur van die piekjes heel kort.

[Bericht gewijzigd door kris van damme op maandag 12 februari 2024 22:06:30 (18%)]

dus bij afschakelen ontstaan er inductiepieken. Als ik me het goed herinner mag dat tot 1,5kV gaan. Althans, dat is waar apparaten moeten tegen kunnen.

1,5kV zegt zo weinig. Als ik een klein 12V relais uitschakel heb ik ook zomaar 1kV of meer. Maar dat is met een vrijloop diode en condensator al weer op te vangen en geeft dan in de condensator maar een kleine rimpel.

Voor pieken moet je dus kijken naar hoeveel energie erin een piek kan gaan zitten.

Om gedurende 1s seconde een heel spanningsnet in een woonwijk naar 280V te laten stijgen is heel erg veel energie nodig als dat werkelijk op 50hZ zou zijn. Zo een beetje dat iedereen zonnepanelen in overvloed heeft.

Of de woonwijk zou compleet verlaten moeten zijn en iedereen heeft zijn hoofdschakelaar uit staan en jij bent nog de enige.

Volgens de normen mag zo een hoge en lange piek op 50Hz natuurlijk niet. Maar je zal dan toch eerst de oorzaak ervan moeten weten. Er kan altijd ergens een defect zijn.

Je kan de sinus van het lichtnet ook meten met een optocoupler. Toevallig recentelijk zo'n schakeling aangetroffen in m'n PM3264 scoop.

Op de site van Jos Verstrate staat een wat betere schakeling die tot 8 KHz bruikbaar zou zijn.

Of iets verder in het artikel tot 200 KHz liniair met een IL300 opto.

Op dinsdag 13 februari 2024 01:59:44 schreef harry64:
Je kan de sinus van het lichtnet ook meten met een optocoupler. Toevallig recentelijk zo'n schakeling aangetroffen in m'n PM3264 scoop.
[bijlage]

Dat lijkt mij meer een lichtnet synchronisatieschakeling of nuldoorgangsdetector.

Een gewone optocoupler is niet lineair (door de karakteristiek van de LED en de versterking van de transistor in de opto)

Je kan een gewone opto wel beperkt in een 'liniair' gebied instellen. Die scoopschakeling lijkt mij ook niet liniair daar er nog een soort filter achter hangt.

Deze topic is gestart met de vraag of iemand wat meer weet over de overspanningsnormen voor het laagspanningsnet.

Het doel van een energiemonitor is het volgen van de eigen installatie; wanneer 10 minuten lang 253 VAC opgewekt wordt, moeten de eigen zonne-omvormers afgeschakeld worden (of een last inschakelen om de spanning iets te laten zakken).

Overdag is de gemeten netspanning rustig en varieert deze in 0,2 volt stappen keurig met de zonopval op de zonnepanelen; blijft alles netjes binnen de normen, niets aan de hand.

Maar ‘s avonds (geen zonnestroom) springt de netspanning soms (niet altijd) continu van hot (230 VAC) naar her (247 VAC) met af en toe forse uitschieters die het overspanningsalarm triggeren. Je verwacht dan lichtflikkeringen te zien (halogeenlampen), maar dat zie ik niet.

Het probleem is, dat er blijkbaar vanaf het net te vaak opmerkelijke spanningspieken gemeten worden, die het monitoren van de eigen installatie kunnen ontregelen. Bestaat er een overspanningsnorm voor laagspanning?

Uiteraard, een meet-, systeem- of denkfout is altijd mogelijk. Als bijlage daarom de gebruikte meetvoorzet.

Op maandag 12 februari 2024 16:50:55 schreef Kruimel:
Als het een capacitieve koppeling is heb je in elk geval een verbinding gehad naar aarde, anders wordt een piek van 500V omlaag getransformeerd naar 26V (maar eigenlijk minder, want je transformator verzadigt dan).

Klopt, telecomapparatuur hangt altijd aan aarde.

Maar ook met een goed common-mode filter bleef er meer dan de transformatie-verhouding uitkomen. Minder dan 1:1, genoeg verzwakt om de bruggelijkrichter heel te laten, maar nog steeds meer dan 12/230 ste.

En dat was ook mijn punt: de parasitaire capaciteit van een trafo kan ervoor zorgen dat er secundair meer spanning uitkomt dan je zou verwachten.

Hoeveel precies hangt van heel veel andere dingen af.

Dan hebben we een verschillend idee over de stroomweg denk ik. Wat ik denk is dat de spanning die jij meet niet komt omdat er een enorme spanningspiek is tussen fase en neutraal, maar dat de spanning op beide aders samen door een effect van ergens worden opgetild. De hoeveelheid energie die nodig is of vrijkomt om de netspanning tijdelijk van waarde te veranderen is erg groot, waardoor dat onwaarschijnlijk is. Er vloeit gewoonlijk vrij weinig stroom door het stroomnet naar aarde, en die stoorspanningen ontstaan makkelijker.

Een versimpelde schets van een representatief systeem zie je hier:

Links is de lokale transformator die de middenspanning omzet in 230V, daar is de neutraal geaard. "Jouw" transformator met zijn parasitaire capaciteit zie je in het midden en rechts is de gebruiker met een stuk telefoonkabel er aan. Tussen de distributietrafo en de plek van je opstelling kan er van alles gebeuren. De problemen die je duidelijk zou kunnen zien zijn bijvoorbeeld een (vonkende) storing van een andere fase naar aarde. De kabel naar het onderstation zal immers enige zelfinductie hebben waardoor je beste hoogfrequentere pieken kan hebben, zonder dat de spanning tussen de fasen er ernstig door wordt beïnvloed.

Deze common-mode spanningen ga je zien als je aan de andere kant van de trafo een lokale aarde hebt, want de stroom zal dan door de parasitaire capaciteit van de trafo secundair naar aarde vloeien. De spanning zal hier niet worden beïnvloed door de transformatorverhoudingen en dat verklaart wat mij betreft de grote spanningen die je ziet. De spanning zal niet heel veel energie bevatten op dat punt, maar halfgeleiders hebben genoeg aan een klein piekje om zichzelf lekker kort te sluiten en alsnog op te branden.

Dat een common-mode filter daar helpt ligt aan het feit dat beide windingen dezelfde richting op gewonden zijn zodat de verbruiksstroom geen factor is en je relatief veel zelfinductie kan gebruiken. Differentiële storingen zijn lastig tot dezelfde waarde te filteren, maar dan ook lastiger te doen ontstaan.

Storingen kunnen ook van de andere kant komen, want de telefoonlijn is relatief hoogimpendant en storingsbronnen zijn er zat. Ik weet niet op welk punt die geaard zijn, maar zeker als het ver weg is en ze lopen langs zwaarbelaste stroomkabels dan is wat common-mode spanning ten opzichte van de lokale aarde wat mij betreft niet onverwacht.

Op dinsdag 13 februari 2024 11:24:11 schreef Harm J Seef:
Deze topic is gestart met de vraag of iemand wat meer weet over de overspanningsnormen voor het laagspanningsnet.

Sorry, niet eens beantwoord. Ik weet niet wat de normen zijn, maar zelfs zonder normen is het duidelijk dat meerdere seconden op 280V niet acceptabel is.

Maar ‘s avonds (geen zonnestroom) springt de netspanning soms (niet altijd) continu van hot (230 VAC) naar her (247 VAC) met af en toe forse uitschieters die het overspanningsalarm triggeren. Je verwacht dan lichtflikkeringen te zien (halogeenlampen), maar dat zie ik niet.

Hier is het wat mij betreft duidelijk dat het een meetfout betreft, want dat soort variatie herken je echt wel aan andere symptomen. De vraag is alleen wat er aan de hand is. Heb je enig idee hoeveel samples er daadwerkelijk worden genomen per interval? Ik ben niet zo goed in code lezen of coderen, dus ik kan niet goed oordelen hoe de code werkt. Er kunnen soms wat timingsissues zijn waardoor het aantal samples anders is dan verwacht.

Wat ook een ding is natuurlijk is dat je de maximale waarde meet, en niet RMS waarde berekent op basis van het hele verloop van de sinus. Elke vorm van storing zal dan ook een onevenredige invloed hebben op het resulterende getal. Is het mogelijk om op één of andere manier een screendump te maken van de resultaten die het eindresultaat vormen? Dan kan je wat beter zien of de gemiddelde waarde wordt weggeblazen door een enkel piekje, of dat er daadwerkelijk over de hele periode hoge waarden worden gemeten.

Transformatoren met capacitieve afscherming bestaan gewoon. Heel veel scheidingstrafo's en antieke radio's hebben dat.