3 fas elverk

När vi diskuterade Y koppling, kom vi fram till att nollan aldrig fick mer ström än en fas.
Två saker jag inte kan.
Om man belastar 2 faser med 10 A, vad blir stömen i nollan?

I dag med icke resistiva laster i form av powersuplies, så kan stömmen öka i nollan. Kan någon förklara varför?

Stefan Ericson skrev: När vi diskuterade Y koppling, kom vi fram till att nollan aldrig fick mer ström än en fas.
Två saker jag inte kan.
Om man belastar 2 faser med 10 A, vad blir stömen i nollan?

I dag med icke resistiva laster i form av powersuplies, så kan stömmen öka i nollan. Kan någon förklara varför?

Du har alltså en "V-kopplad" last, eller om man så vill två oberoende enfaslaster, från var sin fas till nollan. Om vi antar att båda dessa laster har samma effektfaktor och både strömmar och spänningar är fria från övertoner, så bör strömmen i nollan också bli 10 A. Skulle däremot lasterna ha olika effektfaktor (t ex om den ena är induktiv och den andra kapacitiv) så kan strömmen i nollan bli vad som helst mellan 0 och 20 A.
Den lösningen, med två faser och nolla (eller, som det kallades, hjälpfas), användes faktiskt praktiskt på sina håll på 1890-talet, mest för att kringgå dyra licensavgifter på trefaspatent. Finns beskriven i band 1 av E. Arnolds "Die Wechselstromtechnik", utgiven på 1910-talet. Där kallas den "das unvollkommene Dreiphasensystem".

När det gäller icke linjära laster som ger övertoner i den ström de drar, så får ju alla övertoner som är en jämn multipel av tre gånger nätfrekvensen (i ett 50 Hz-nät får vi alltså 150, 300, 450 Hz osv) samma fasläge i alla tre faserna.
Om vi tänker oss ett extremfall, att vi har en Y-kopplad last som drar 10 A per fas men som enbart drar "tredjetonsström", så får vi 30 A i nollan!

Men övertoner från switchade nätdelar är i stort sett historia idag eftersom det numera finns myndighetskrav på hur mycket övertoner utrustning ansluten till elnätet får sprida omkring sig. Datornätdelar, tv-apparater, invertervärmepumpar mm har haft aktiv effektfaktorkompensering sedan över 10 år vid det här laget. Så gott som alla HF-don för lysrörsarmaturer (utom möjligen de allra billigaste sorterna som man kan hitta i kinatillverkade lågprisarmaturer på t ex Jula) är också utrustade på det sättet. Lågenergilampor, LED-lampor mm har inte så påkostade lösningar men det syns helt klart på konstruktionerna att tillverkarna på senare år åtminstone gör ett försök att hålla ner övertonerna.
Riktigt små switchade nätdelar på något tiotal W eller ännu mindre (mobilladdare mm) verkar dock fortfarande få sprida övertoner omkring sig.

Hej på er!
Nu anser jag att jag lnte kan något mer om 3 fas systemet. Det kom i gång i slutet på artonhundra talet. Nu kommer
jag starta två andra trådar. Om någon tycker jag missat något, så får ni fylla på.

Stefan Ericson skrev: Hej på er!
Nu anser jag att jag lnte kan något mer om 3 fas systemet. Det kom i gång i slutet på artonhundra talet. Nu kommer
jag starta två andra trådar. Om någon tycker jag missat något, så får ni fylla på.

Är det någon därute som vet varför det blev just ett trefas-system?
Kunde väl lika gärna blivit något annat eller....

Jodå, det fanns förslag på system med betydligt fler faser än tre också, även om de nog mest bara existerade i 1800-talsuppfinnares huvuden och anteckningsböcker. I praktiken var det en-, två- och trefassystemen som ansågs intressanta. Det som framför allt fick trefassystemet att slå igenom var att det utnyttjar det aktiva materialet (koppar i statorlindningen och järn i järnkärnan) bäst i roterande maskiner. Om man vill göra en t ex en synkrongenerator eller asynkronmotor i en- eller tvåfasutförande så blir den större, tyngre och dyrare än motsvarande trefasmaskin. Det går utmärkt att göra ett system med fler faser än tre men man vinner inget på det, anläggningarna blir bara onödigt komplicerade.

Enfassystemet led ju också av problemet att det krävdes speciella anordningar för att få en asynkronmotor att starta av sig själv. Så länge det fanns gällande patent på trefassystemet så användes tvåfas (då med 90 graders fasförskjutning) på en del håll för att undvika licensavgifter.

Det enda fall där enfas växelström verkligen slog igenom storskaligt var ju för järnvägsdrift. Det blev lite väl omständligt att ordna kontaktledning för trefas, och med likström var det svårt att komma upp i tillräcklig spänning för att få måttliga spänningsfall på långa sträckor. Likströmsjärnvägar fungerar dock utmärkt på korta avstånd (typ spårvagnar, tunnelbanor, mycket tättbefolkade länder som t ex Belgien). Dessutom gör ju kraven på bra startmoment och hastighetsreglering på järnvägarna att man inte kunde använda billiga asynkronmotorer innan det fanns kraftelektronik, och när man nu av den anledningen var tvungen att använda dyra motorkonstruktioner med lindad rotor, kollektor och kol, så passade enfasströmmen utmärkt.

Torbjörn Forsman skrev: Jodå, det fanns förslag på system med betydligt fler faser än tre också, även om de nog mest bara existerade i 1800-talsuppfinnares huvuden och anteckningsböcker. I praktiken var det en-, två- och trefassystemen som ansågs intressanta. Det som framför allt fick trefassystemet att slå igenom var att det utnyttjar det aktiva materialet (koppar i statorlindningen och järn i järnkärnan) bäst i roterande maskiner. Om man vill göra en t ex en synkrongenerator eller asynkronmotor i en- eller tvåfasutförande så blir den större, tyngre och dyrare än motsvarande trefasmaskin. Det går utmärkt att göra ett system med fler faser än tre men man vinner inget på det, anläggningarna blir bara onödigt komplicerade.

Enfassystemet led ju också av problemet att det krävdes speciella anordningar för att få en asynkronmotor att starta av sig själv. Så länge det fanns gällande patent på trefassystemet så användes tvåfas (då med 90 graders fasförskjutning) på en del håll för att undvika licensavgifter.

Det enda fall där enfas växelström verkligen slog igenom storskaligt var ju för järnvägsdrift. Det blev lite väl omständligt att ordna kontaktledning för trefas, och med likström var det svårt att komma upp i tillräcklig spänning för att få måttliga spänningsfall på långa sträckor. Likströmsjärnvägar fungerar dock utmärkt på korta avstånd (typ spårvagnar, tunnelbanor, mycket tättbefolkade länder som t ex Belgien). Dessutom gör ju kraven på bra startmoment och hastighetsreglering på järnvägarna att man inte kunde använda billiga asynkronmotorer innan det fanns kraftelektronik, och när man nu av den anledningen var tvungen att använda dyra motorkonstruktioner med lindad rotor, kollektor och kol, så passade enfasströmmen utmärkt.

Lite irriterande att Torbjörn alltid ska ha rätt, men svaret som jag var ute efter var att det är det minst antal ledare som man behöver för att överföra ett roterande flöde.

Jag startade den här tråden för att få igång diskussionerna på fluxio och jag hoppas att några av de yngre, som ska betala oss äldre pensionerna har lärt sig något och att de yngre lär sig något.

Hur går det Michell? Har du gått framåt i denna spretande tråd med ditt lilla exempel? Electrum kanske kan komma in med det som nämndes kring ev överspänningar också det verkar utstående. Tyvärr blir det nästan omöjligt följa delen kring din lilla övning med alla andra spår likt och olikt i samma tråd.

Stefan Ericson skrev: När vi diskuterade Y koppling, kom vi fram till att nollan aldrig fick mer ström än en fas.
Två saker jag inte kan.
Om man belastar 2 faser med 10 A, vad blir stömen i nollan?

I dag med icke resistiva laster i form av powersuplies, så kan stömmen öka i nollan. Kan någon förklara varför?

Liknande fall kan du läsa i tråden här, som du ser är det lätt att villa bort sig kring den typen frågeställningar.

www.fluxio.se/forum/elinstallationer/14372.html

Tomas Karlsson skrev: Hur går det Michell? Har du gått framåt i denna spretande tråd med ditt lilla exempel? Electrum kanske kan komma in med det som nämndes kring ev överspänningar också det verkar utstående.

Jag kände att vi va på gång. Min simulering behöver fortfarande ingående värden för kapacitansen så den kapacitiva strömmen kommer med. Jag frågade Bo om värdena på kablarna som han presenterade, om de va tillämpliga för 230/400V men har inget än att gå på. Sen kom jag på i efterhand att det inte får vara ett värde för jordkablar. Annars är ju värdena rejält för höga. Alternativet är att jag själv beräknar kapacitans baserat på 230V och att jag utgår från att hela installationen är tvådimensionell med ett avstånd på 20cm från jord på industrin samt 35cm i en bostad, kanske? Blir ju ett medeltal i praktiken bara. Sen behöver jag veta villen utsträckning de båda ska ha oavsett. 1 mil kabel på industrin? 150m kabel i villan? Ovanpå detta så tillkommer ledningsresistanserna för fördelning av spänningsfall. Som jag skrivit tidigare så behövs det nog fyra modeller, men absolut minst två! Men jag behöver info om hur exakta vi behöver vara för att alla involverade ska köpa resultaten. Ska man kanske, gällande kapacitansen lägga in ett värde på industrin som man vet resulterar i en ström på 100mA istället bara?

Jag nämnde även det här med att i en TN-anläggning så har vi samma kapacitiva jordslutningsström som motsvarande anläggning hade haft om den vore IT. Jag hade hoppats på en större reaktion där. Kapacitans är ju inget som uppstår enbart i IT-anläggningar. Det uppstår ju överallt där det finns ett elektriskt fält.

Sen hade vi frågan om varför anläggningen skulle ha högre spänning relativt jord någonstans än vad den producerade spänningen är bara för att anläggningen skulle vara svävande. Torbjörn kom in med exempel som jag snarare uppfattade som exempel som förklarar att det inter så. Men det får gärna utvecklas så man kan konstatera det ena eller andra. Jag ser som sagt inte själv hur det går till.

I det du påstår Bo, så kan jag inte annat än att hålla med.

När det gällde kapacitansen så blir den ju utjämnad genom jordning av neutralpunkten genom, dels lindningarna i transformatorn, men även genom lasterna i anläggningen. Den spänningssättning detta ger upphov till är ju mellan delar som vi redan förväntar oss en betydlgt större och farligare potentialskillnad. Det är i alla fall mitt sätt att se på det.

För det andra påståendet så är vi ju då inom gränsen för andra potentialskillnader som anläggningen kan producera. Jag fick uppfattningen av att det som tidigare åsyftades av andra i tråden gällde spänningar som är högre än de som anläggningen kan producera mellan två faser. Jag kanske missuppfattade detta?

Du kan ju ev börja rimlighetsbedöma följande olikhet som brukar vara tumregel vid små IT-nät, dvs som kallas med ringa utbredning. Ltot <= 10^5 / Un <= 500 m (Ltot summa kabellängd) pekar mot antagen kapacitans i häradet max enstaka uF. Används vid småanläggningar där jordelektrodens egenskaper är okända dvs i praktiken obefintlig, kan passa detta fallet där du vill lita till PE/PEN vars öde vi inte känner mot nätsidan.

I fallet Electrum nämnde med ev överspänningar kan vi oberoende vad som menades tillfälligt kasta in atmosfäriska sådana både direkta och indirekta. Begrunda också ev installation av ÖSP i anläggningen vid första fel.

För att föra in ytterligare en punkt hur ses det på en/tvåpolig avsäkring för enfasgrupper L-N? Vilka olägenheter kan fel ge här vid den konventionella uppbyggnaden vid TN som vi kopplat in oss mot?

Vi tar lite skåpmat blandat med nytt, är det stiltje för länge fyller jag på.

Tomas Karlsson skrev: Hur går det Michell? Har du gått framåt i denna spretande tråd med ditt lilla exempel? Electrum kanske kan komma in med det som nämndes kring ev överspänningar också det verkar utstående.

Tja, jag kan nog tyvärr inte ge någon riktigt vettig input.

I rent fysikalisk mening vet jag att det jag tidigare nämnde stämmer, finns det ingen elektrisk koppling, eller extremt högohmig koppling så kan två olika elektriska nät i princip anta vilka spänningar som helst mellan varandra. Uppladdade av induktivt eller kapacitivt kopplade spänningar, och inte minst uppbyggnad av spänning genom statisk elektricitet. Det finns även ännu fler obskyra källor till spänningsuppladdning, t.ex. joniserande strålning eller kosmisk bakgrundsstrålning (om vi ska börja gå långt bortom ån för vatten).

Men detta är ju högst teoretiskt, de flesta sådana här källor orkar inte driva någon ström att tala om, så det räcker med ganska högohmiga kopplingar mellan näten/prylarna för att spänningsnivåskillnaderna ska rasa ner till mer behagliga nivåer.
Så om detta kan bli ett problem i praktiken, i vår verkliga värld, kan jag alltså inte uttala mig om.

Inom starkström/elkraft har jag inte stött på något sånt här, inte funderat över det osv.
Men så har jag alltid liksom varit ställd inför tryggt jordbundna TN-nät, där det är kontroll över denna bit = inget att fundera över.
Men när Michell du visade skissen på reservkraftens IT-nät såg jag den saknade kopplingen till någon jordpotential.


Min erfarenhet av detta grundar sig egentligen inom det jag jobbat med elektronik, där har jag dels blivit lärd att hålla koll på potentialer på olika sammankopplade saker, som har t.ex. olika nätdelar. Man "måste alltid" tänka på vad som blir någon gemensam potential för sambyggda system, och därefter tänka över vilka jordloopar och övriga signalstörande strömmar som kommer uppstå.
Det blir liksom två fenomen och problem som måste tacklas tillsammans.
Och inom elektronikens område har jag också tänkt fel ibland och sen lyckats mäta upp spänningar högre än vad som borde vara möjligt.

Får se om jag uppfattar dig rätt.

Syftar du på elektrodynamiska uppladdningar eller elektrostatiska? Eller både och?

Om du syftar på en elektrodynamisk spänning av något slag så påbörjas urladdningen så fort kurvan vänder och börjar gå på andra hållet. Skulle den inte göra det och du får total spänningsreflektion så skulle du teoretiskt få en spänning upp till differensen mellan högsta och lägsta spännings effektivvärde. Du kan inte få en elektrodynamisk uppladdning som är högre än den påtryckta spänningen.

Om du syftar på elektrostatiska laddningar, så visst! Här finns det ingen övre gräns för hur stor potentialskillnaden kan bli. Den kan bli en miljon volt i princip (eller mer). Dock så har vi fortfarande en jordfri lokal potentialutjämning som första urladdning sker mot och även om den inte skulle kunna ta hela laddningen (vilket den inte kan helt enkelt på grund av sin begränsade fysiska storlek) så kommer den i alla fall ta udden av och troligtvis minst halvera spänningen. Jag är med på att detta kan innebära problem för elektronik eftersom det kan ske en del överslag och med så höga laddningar så överlever helt enkelt inte elektroniken. Det va detta jag syftade på tidigare när jag nämnde att jag inte ser detta ur ett funktionstekniskt perspektiv utan ur ett säkerhetstekniskt. Jord kan alltså behövas av andra anledningar än att vara en gemensam punkt för potentialutjämningen. Med det menar jag att jordens funktion här är att vara ett objekt som är så pass stort att i princip total urladdning kan ske. Det handlar inte om att använda den som en potentialutjämning vid fel. Säkerhetsmässigt dock så kan jag garantera att en vanlig statisk laddning (vilket det i så fall är) inte skulle skada någon (nu pratar vi inte om åska utan om laddningar som kan förväntas i en industri eller i en bostad). Ja, så länge vi inte är i ett EX-utrymme. Det är alltså inte tal om potentialutjämning i vanlig bemärkelse. Det finns dessutom ingen anledning till varför man inte skulle funktionsjorda om det nu skulle behövas av ESD-skäl. Förslagsvis, som du själv skriver, med hjälp av en högohmig förbindelse. Det skulle dock inte kräva att man anordnar en systemjord med eget jordtag.

Sen får vi ju verkligen hoppas att spänningssättning av PEN från nätägares håll inte sker eller att generator och trafo är inkopplade samtidigt. Då har vi nämligen andra problem. Vi får nog utgå från att vi enbart har en spänningskälla inkopplad åt gången.

Så ser jag på saken i alla fall. Betyder inte att det är rätt.

Assumption is the mother of all fuckups sägs det.
Varför skulle inte ett reservelverk kunna vara inkopplat till trafo, detta händer dagligen, orsak är avsaknad av HB på lågspånningssidan. Så det får du nog ta med iberäkningarna till dina modeller eller förbjuda.

Jag får inte upp den kapacitiva strömmen till tillräckligt höga värden med de formler jag känner till.

Jag hade tänkt beräkna det såhär:
I_cj = (230V * 200π² * 8,854 * 10^-12) / ln(0,2 / 0,01)) = 1,3 * 10^-6A/m

Kabeln är alltså 0,2m över marken, i medeltal, och dess omkrets är 1 centimeter. Hela kabeln antas ge ett elektriskt fält. Det krävs i princip att kabeln ligger dikt på en jordad kabelstege hela vägen för att strömmen ska komma upp i vettiga värden eller att anläggningen har riktigt, RIKTIGT stor utbredning. Typ en mil kabel. Då får man ju 13mA.

Eller så får ni visa var det behöver justeras...

Slugge skrev: Varför skulle inte ett reservelverk kunna vara inkopplat till trafo, detta händer dagligen, orsak är avsaknad av HB på lågspånningssidan. Så det får du nog ta med iberäkningarna till dina modeller eller förbjuda.

Nu har vi ju utgått från att inget överliggande nät finns och att det inte är annat än kategori 1 eller 2. Alltså ingen parallelldrift med nätet vid något tillfälle. Och då är det, senast jag kontrollerade (idag) strängeligen förbjudet att ha trafon från det överliggande nätet inkopplad samtidigt. Det är liksom ett specifikt villkor t o m att så ALDRIG får ske.

Assumption is the mother of all fuckups sägs det.

Instämmer...

Skulle vi köra parallellt med nätet så är det ju klart vi behöver systemjord som skydd från fel på överliggande nät och att så är fallet har det aldrig varit något tvivel om i denna tråden i alla fall.

Är ju inte parallellat om trafobrytaren än frånslagen, trafo går bara på tomgång.

Slugge skrev: Är ju inte parallellat om trafobrytaren än frånslagen, trafo går bara på tomgång.

Jag uppskattar om du förklarar vad du menar. Jag ser inte riktigt vad trafon har för relevans i detta sammanhanget. Som skrivits tidigare i tråden, och som även illustrerats med bilder, så åsyftas en reservkraftsanläggning, kategori 1 till 2. Vi har alltså som villkor att nätet inte är inkopplat mot anläggningen förutom dess PEN-ledare, vilken vi utgår från kan vara både till eller från.