Oberwellen & Fehlerströme - Wa ist der Unterschied?

[tomas-b]

Wenn ich Zoe-Problematik an den ENBw-Ladern richtig verstanden habe, erzeugt hier der Lader der Zoe Oberwellen (der 50 Hz Netzfrequenz), diese werden dann vom (fast) leerlaufenden Trafo reflektiert und laufen zur Zoe zurück. Diese Oberwellen werden dann von der Zoe als Netzstörung gewertet und sie bricht die Ladung ab.

Im Fall der CF-Box sind aber diesmal nicht die von der Zoe produzierte Oberwellen schuld am Ladeabbruch, da diese einfach nur ins Netz abgeleitet und nicht zur Zoe zurück reflektiert werden. Sondern es gibt in der Nähe ein Gewerbegebiet, wo sehr viele andere Geräte Oberwellen erzeugen, die eventuell nicht mal etwas mit der Netzfrequenz zu tun haben. Aber sie speisen ihre Störaussendungen in das Stromnetz ein, wahrscheinlich sogar jedes einzelne Gerät innerhalb der erlaubten Parameter (CE-Prüfung). Aber die Masse der Geräte sorgt dann halt für ein ziemlich breitbandiges Störer-Gemisch auf den Stromleitungen, und diese werden halt vom Zickchen Zoe auch als Netzstörung interpretiert. Und sie bricht auch hier die Ladung ab.

Um sowas zu beseitigen, kann man halt auch nicht "das eine" Netzfilter kaufen sondern es muss auf den Frequenzbereich der Störer abgestimmt sein.

[Ecano]

Michael_Ohl hat es ganz gut beschrieben:
Wirk-/Blind/Scheinleistung: Bei nicht rein ohmschen Verbrauchern sind Strom und -Spannung nicht in Phase, d.h. auf der Zeitkurve nicht deckungslgleich, d.h. verschoben. https://de.wikipedia.org/wiki/Scheinleistung
Das kommt erst mal durch die induktiven/kapazitiven Lasten und ist nichts Schlimmes. Blindleistung gefällt aber dem EVU nicht, belastet Leitungen und wird nicht bezahlt.
Oberwellen: entstehen durch nicht sinusförmige Ströme/Spannungen. Das passiert im Umrichter, wenn die Spannung getaktet. (Rechtecksignal) wird. (Erzeugen eines PWM Signals für den Motor/die Batterie beim Fahren/Laden.) Oberwellen gibt es in hohen Frequenzen und stören andere elektronische Geräte, sind daher zu begrenzen (Filter)
Fehlerströme: entstehen, wenn Filter gegen Erde eingebaut werden, (Entstörkondensatoren), die die Oberwellen gegen Erde ableiten sollen. Diese Filter gegen Erde lösen dann gerne den FI aus und sind daher zu vermeiden.

[MaXx.Grr]

Fehlerströme: entstehen, wenn Filter gegen Erde eingebaut werden, (Entstörkondensatoren), die die Oberwellen gegen Erde ableiten sollen. Diese Filter gegen Erde lösen dann gerne den FI aus und sind daher zu vermeiden.

Danke - gut und knapp erklärt...

Grüazi MaXx

[Schwani]

Noch zwei Fragen:
Warum wird bei DC mit einer so hohen Frequenz geladen und was nutzt ein Schnelllader - 3P/N (230V), oder 3P (400)?

[Michael_Ohl]

Ein DC Lader lädt mit Gleichstrom sprich 0 Hz. Due Hochfrequenz wird zur Erzeugung benötigt. Der DC Lader muß einen bestimmten Strom bei ständig steigender Spannung im Bereich von 100-450Volt bereitstellen. Das Netz liefert 230V / 400V an. Die Spannungsanpassung hat man früher mit 50Hz Transformatoren gemacht. Die werden aber bei 150kW groß und teuer. Wickungsumschaltung mit Schützen ist im Lader auch nicht brauchbar. Deshalb wird als erstes mit einer PFC genannten Schaltung eine Spannung von z.B. 450V erzeugt, und dann wieder mit hoher Frequenz per kleinem HF Trafo die gewünschte Spannung erzeugt. Dahinter wird Gleichgerichtet und gesiebt. Das geht nicht ohne Restwelligkeit des Ausgangs.

MfG
Michael

[ecopowerprofi]

Warum wird bei DC mit einer so hohen Frequenz geladen

Es wird immer mit 0 Hz = DC geladen. Auch aus der Netzwechselspannung kann man mit einem Brückengleichtichter eine Gleichspannung (DC = 0 Hz) erzeugen. Da aber die Gleichspannung (ca. 690 V) zu hoch für die Batterie (ca. 400 V) wäre um damit zu laden benötigt man einen Trafo im Wechselstromkreis damit die Gleichspannung nach dem Gleichrichter zur Batteriespannung passt. Nun hat die Netzspannung 50 Hz und damit würden die Trafos sehr groß. Wenn man die Frequenz z.B. auf 50.000 Hz anhebt, werden die Trafos um ca. Faltor 1000 kleiner. Grund ist die Magnetisierungskurve des Eisenkerns genannt Hysterese.

Hysterese.jpg (13.59 KiB) 1303 mal betrachtet

Um eine bestimmte Energiemenge mit dem Trafo übertragen zu können muss die Fläche innerhalb der roten Kurve eine entsprechende Größe haben. Setzt man die Fläche bei 50 Hz = 100.000 für die benötigte Energie so benötigt man bei 50.000 Hz nur noch 100. D.h. der Eisenkern kann um Faktor 1000 kleiner sein, denn 50 x 100.000 = 5.000.000 = 50.000 x 100.

was nutzt ein Schnelllader - 3P/N (230V), oder 3P (400)?

Der Schnelllader stellt nur einer höhere Leistung (> 20 kW) zur Verfügung. Dabei ist es egal ob das DC oder AC ist. Auch 3P/N 230V ist identisch mit 3P 400V. Einmal wird nur die Spannung zwischen P und N (230V) angeben und einmal die Spannung zwischen den Phasen (400V).

[Schwani]

Also das mit der Frequenz habe ich verstanden - vielen Dank für die ausführlichen Erklärungen!
Wobei Geichstrom ja auch pulsierend mit einer Frequenz sein könnte - oder?

Bei der Spannung eines Schnellladers muss ich noch mal nachhaken.
Wenn ich einen 150kW Lader habe, der mit 160kW maximaler Eingangsleistung deklariert ist, wie errechnet sich dann die erforderliche Netzleistung bzw Absicherung pro Phase?
160.000W geteilt durch 3 geteilt durch 400, oder 230V?

Einmal hätte ich dann nämlich 231A und einmal 133A pro Phase raus - daher meine Frage ob er mit der Null arbeitet oder ausschließlich über Phase (mal abgesehen von der Steuerelektronik).

[ecopowerprofi]

Wobei Geichstrom ja auch pulsierend mit einer Frequenz sein könnte

Man spricht dann von Restwelligkeit und nicht von Frequenz, da der Strom nicht wie beim Wechselstrom die Richtung ändert.

wie errechnet sich dann die erforderliche Netzleistung bzw Absicherung pro Phase?

Der Strom in der Phase ist gleich. Beim Drehstrom ist die Phasenspannung der Phasen um 120° verschoben. Man kann je Phase den Strom mit 230 V multiplizieren und erhält die Phasenleistung. Dann nur noch mit 3 multiplizieren (da 3 Phasen) und man hat die Gesamtleistung. Wenn man mit 400 V multipliziert muss man das Eregebnis wegen der Phasenverschiebung der einzelnen Phasen mit 1,74 multiplizieren.
160 kW ergeben ein Phasenstrom von 231 A.

daher meine Frage ob er mit der Null arbeitet

Wenn alle 3 Phasen gleich belastet werden, ist der Strom im Nullleiter gleich 0. Nur bei unterschiedlicher Belastung fliest im Nullleiter ein Strom.

Fehlerströme: entstehen, wenn Filter gegen Erde eingebaut werden, (Entstörkondensatoren), die die Oberwellen gegen Erde ableiten sollen. Diese Filter gegen Erde lösen dann gerne den FI aus und sind daher zu vermeiden.

Danke - gut und knapp erklärt...

Jetzt hab ich's verstanden.

Danke Euch

[MaXx.Grr]

Fehlerströme: entstehen, wenn Filter gegen Erde eingebaut werden, (Entstörkondensatoren), die die Oberwellen gegen Erde ableiten sollen. Diese Filter gegen Erde lösen dann gerne den FI aus und sind daher zu vermeiden.

Hmm, weitergedacht hieße das ja daß die Filter falsch eingebaut sind. Gegen den Nullleiter statt gegen den Schutzleiter sollte der FI nicht auslösen, oder?

Grüazi MaXx