In der Casa Stromhaltig wurde am Freitag Abend gegen 22:00 Uhr eine Messung durchgeführt, die interessante Werte zum Vorschein brachte. Auf Facebook wurde bereits eine Diskussion gestartet, die hier konserviert werden soll.

Irgend ein Elektrotechniker in meinen Reihen? Gemessene Wirkleistung im 5 Minuten Schnitt: 205 W – Gemessene Scheinleistung: 295 W (durch Induktionsmessung). 90W Blindleistung kann das sein? – Ortsnetz Mauer, Freitag Abend ca. 22:00 Uhr. Keine besonderen „Geräte“ am Netz.

Schein- und Wirkleistung. Um was es eigentlich geht?

Dreht sich ein Elektromotor, dann ist er sowohl Verbraucher als auch Erzeuger von elektrischer Energie (=Dynamo und Motor).  Die Energie, die der Motor zum drehen aus dem Strom nehmen kann, ist die Wirkleistung. Die Energie, die erzeugt wird, ist die sogenannte Blindleistung, die nicht für das Drehen eines (anderen) Motors genutzt werden kann. Da der Motor an einem Anschlusskabel hängt, nimmt die Blindleistung den gleichen Weg aus dem Gerät, wie die Wirkleistung in das Gerät. Auf den Leitungen zum Motor fließt somit sowohl Wirkleistung als auch Blindleistung = Scheinleistung.

Bei den Elektrotechnikern ist ein Bier-Glas Bild bekannt, welches als Eselsbrücke dienen kann und die Zusammenhänge eigentlich ganz gut erklärt.

Im Stromnetz gibt es Wechselspannung, d.h. die beiden Pole wechseln sich 50 mal die Sekunde ab, was zu einer Sinuskurve führt. An den höchsten und tiefsten Punkten kann man die Wirkleistung messen. Der Betriebszustand des Elektromotors, bei dem die Blindleistung ins Netz eingespeist wird, ist leicht phasenverschoben, d.h. weicht von der Sinuskurve ab. Diese Abweichung wird als cos PHI bezeichnet.

Würde die Blindleistung im Netz so hoch werden, wie die Wirkleistung, dann würde sich ein Elektromotor nicht mehr drehen, denn de-facto ist keine nutzbare elektrische Energie vorhanden ist (?). Mittels Kondensatoren (zum Beispiel PV-Wechselrichter) wird die Blindleistung durch die Netzbetreiber aktiv kompensiert (aus dem Netz genommen).

Eine andere Art der Entstehung von Blindleistung, ist der Transport von Wechselstrom über weite Strecken. Jedes Stromkabel kann man als eine Spule ansehen, die 1 Wicklung hat – somit wie das, was den Elektromotor zum Laufen bringt. Ein Wechselstromkabel quer durch Deutschland hat damit extreme Probleme mit Blindleistung, die kompensiert werden muss (zum Beispiel durch Installation eines sehr großen Solarparks direkt neben einem Umspannwerk).

Wer es geschafft hat, bis zu diesem Zeitpunkt zu lesen, der hat wahrscheinlich viele Fehler gefunden – bitte ich zu entschuldigen…

Messung

Ein privater Stromkunde zahlt lediglich für Wirkleistung. Anders ist dies bei Industriekunden, die viele und große Elektromotoren im Einsatz haben.  Den Aufwand, den die Netzbetreiber haben, um die Blindleistung wieder aus dem Netz zu bekommen, lassen sie sich bezahlen. Am Smartmeter (bei mir Easymeter) eines privaten Haushaltes kann somit die Wirkleistung je Phase abgelesen werden.

Mit einer Messeinrichtung, die auf Induktion basiert – wie zum Beispiel die Smappee kann die Scheinleistung ermittelt werden. Diese Geräte funktionieren mit Klemmen, die um die Phase herum gemacht werden. Diese Klemmen messen das elektrische Feld, welches vom Kabel ausgeht. Da unbekannt ist, ob das Feld von der Wirkleistung oder von der Blindleistung kommt, zeigen diese Geräte nur die Scheinleistung an (gesamte Menge an elektrischer Energie, die durch das Kabel geht). Die Genauigkeit dieser Messung wird deutlich unter den geeichten Haushaltszählern für Wirkleistung liegen.

Laut Spezifikation mitteln beide Geräte die Werte auf 2 Sekunden, wodurch ein Messwert je Phase für die Wirkleistung und die Scheinleistung entsteht. Als gültige Messung wurde angesehen, wenn innerhalb von 5 Minuten alle 2 Sekunden ein Wert ermittelt werden konnte (=150 Werte je Phase für Wirk- und Scheinleistung). Um Effekte durch zeitlichen Versatz zu vermeiden, sind die Werte über 5 Minuten gemittelt worden.

Wirkleistungsmessung: 205W
Induktionsmessung: 295W

Macht 90W Blindleistung.

Ein Wert der zumindest nach meinem Gefühl für ein Wohngebiet + Haushalt an einem Freitag Abend einfach zu hoch ist.

Wie es nicht unbedingt anders zu erwarten war, verteilen sich die Werte für die Blindleistung auf jede der Phasen (fast) gleichmäßig.

Eine andere Messung, als die Waschmaschine am laufen ist:

Wirkleistungsmessung: 834W
Induktionsmessung: 890W

Da die Geräte ihre Werte an den Volkszähler liefern, kann gerne Zugriff auf die Livedaten auf Anfrage eingerichtet werden.

Den Beitrag "Frage an die Leser: Ermittlung der Scheinleistung und Wirkleistung. Komische Messwerte... offline Lesen:

13 Gedanken zu “Frage an die Leser: Ermittlung der Scheinleistung und Wirkleistung. Komische Messwerte…

  1. Zwischen Lesen und Verstehen klafft oft eine unüberbrückbare Lücke.

    Wer z.B. kyrillische Buchstaben „lesen kann“, darf gern mal damit versuchen die Правда herauszufinden.

    „Wechselstrom“ gehört wohl zu den komplexesten Themen in der Elektrotechnik. Da wird selbst das „geschulte“ Hirn aller Beteiligten arg strapaziert. Ich z.B. könnte nicht von mir behaupten der „vollen Durchblick“ zu besitzen. Das mag auch anderen so ergehen. Sicher WIKIPEDIA bietet für nahezu alles „etwas zum Lesen an“. Nur verstehen muss man / frau leider auch was da so geschrieben steht.

    Hier zwei Links die sich bitte jeder selbst zusammensetzen möge (sch.. Blog ab zwei Links ist erst mal Pause) :roll:

    vorne = udo-leuschner(dot)de

    dann „hinten“ = /basiswissen/SB123-07.htm

    was zu : „Ballast in Leitungen und Geräten: Die Blindleistung“ führt

    ODER

    „hinten“ = /basiswissen/SB123-08.htm

    was zu : „W, VA und VAR – alles Leistung, und doch nicht dasselbe“ führt

    sch.. Blog ab zwei Links ist erst mal Pause

    Der Betreiber ( Udo Leuschner) dieser WEB-Seite hat noch deutlich mehr zu bieten ! Die beiden Erklärungen mögen für total Laien immer noch „chinesisch“ klingen. Für andere eine schöne und verständliche Zusammenfassung einer recht komplexen Angelegenheit

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  2. Zu blöd – nix kann man korrigieren :roll:

    Wer einfach mal „Rainer“ klickt findet dort den Beitrag „gespiegelt“ UND alle Links (wie immer in solchen Fällen) zum sofortigen Gebrauch :mrgreen:

    Antworten
  3. Bin mir nicht sicher, ob ich wirklich genug vom Thema verstehe…

    Gemessene Wirkleistung 205W und gemessene Scheinleistung 295W sind der Ausgangspunkt. Dann ist die Schlussfolgerung 90W Blindleistung aber falsch, denn die Scheinleistung ist die geometrische Summe aus Wirk- und Blindleistung. Es sind die jeweiligen „Quadrate“ zu addieren, um das. Quadrat der Scheinleistung zu erhalten. S^2 = P^2 + Q^2

    Auf gesuchte Blindleistung umgeformt, muss also die Wurzel der Differenz, des Sceinleistungsquadrats und des Wirkleistungsquadrats, gezogen werden.
    Q = sqrt( S^2 – P^2)

    Das Ergebnis überascht dann umso mehr, sagenhafte 212 W Blindleistung.

    Antworten
  4. Tendiere momentan dazu, die „Messanordnung“ in Zweifel zu ziehen… wie werden Messungen über einen Zeitraum von 5 Minuten gemittelt? Ich denke hierin liegt der (Denk-)Fehler, denn die obige Formel verbietet einiges, insbesondere darf man nicht eine Messreihe für Wirkleistung mitteln und dann eine zweite Messreihe für Scheinleistung Mitteln, um dann die Blindleistung aus den Mittelwerten zu errechnen. Es muss aus den beiden distinkten Messwerten zu einem Zeitpunkt die Blindleistung zu diesem Zeitpunkt ermittelt werden, nur dann kann man mittlere Blindleistung bestimmen.

    Aus dem praktischen anders näher gebracht, nachdem Blindleistung zwischen Erzeuger und Verbraucher hin und

    Antworten
  5. Dieser Blog, mein Tablet und ich sind inkompatibel…

    Blindleistung schwingt zwischen Erzeuger und Verbraucher hin und her, „Vorzeichenkorrekt“ (Leistungsflussrichtung) betrachtet würde sie sich in einem Zeitraum von 5 Minuten auf 0 ausmitteln.

    Der Hund liegt beim Wechselstrom oft im Detail, man darf eigentlich nie Effektiv- mit Momentanwerten vermengen, denke diese Art Fehler solltest Du zuerst ausschliessen…

    Kannst Du mit Deinen Messgeräten zwei wirklich zeitgleiche Messwerte für Schein- und Wirkleistung bestimmen? Kannst Du zudem die tatsächliche Spannung (nicht U effektiv, sondern U) zu diesem Zeitpunkt ermitteln?

    Antworten
  6. Sind vielleicht irgendwelche Energiesparlampen eingeschaltet? Die beeinflussen nämlich auch die Blindleistung, vermutlich wegen der eingebauten Kondensatoren.

    Antworten
    • Ja… eigentlich sind immer ein paar auch eingeschaltet.

      @Alle Antworter:
      Morgen kommt das neue Messgerät (hoffentlich) und wenn es die Zeit zulässt, sollte dann eine parallele Messung von Blind/Wirk/Scheinleistung in einem Gerät möglich sein. Bin mal gespannt…

      Antworten
  7. Hi Thorsten,

    genau deswegen wäre es sehr schön „regional“ (MetropolSolar Rhein-Neckar) Erfahrungen auszutauschen.

    Nun ich baue derzeit (wieder mal) einen Teil meiner Hauselektrik um. Erstes Ziel, ich möchte meine gesamte „Kommunikation“ nicht nur in einem eigenen Stromkreis betreiben (das ist jetzt schon so), sondern bestimmte Teile der Installation auf „Inselbetrieb“ umschalten können. Ein Anfang ist schon mal gemacht. Eine neue Unterverteilung ist in Arbeit. Dort werde ich einfach einen oder mehrere Zähler installieren um all die Fragen die sich daraus ergeben beantworten zu können.

    Es mag ja (ganz sicher) noch andere Shops als gerade den „Der Energiezähler Shop“ geben, aber dort ist man auf alle möglichen Arten von Zählern spezialisiert. Was ich da verlinkt habe, mag ja das sein, was Du und andere eigentlich suchen :

    Anzeigedaten:

    Wirkenergie Bezug (kWh): Summe 3-Phasen, pro Phase, je Tarif
    Wirkenergie Lieferung (kWh): Summe 3-Phasen, je Tarif
    Blindenergie induktiv (kVArh): Summe 3-Phasen, pro Phase, je Tarif
    Blindenergie kapazitiv (kVArh): Summe 3-Phasen, je Tarif
    Wirkleistung (kW): Summe 3-Phasen, pro Phase, min. und max. Messwert
    Blindleistung (kVAr): Summe 3-Phasen, pro Phase
    Scheinleistung (kVAr): Summe 3-Phasen, pro Phase
    Strom (A): Summe 3-Phasen, pro Phase, min. und max. Messwert
    Spannung (V) L-N: pro Phase, min. und max. Messwert
    Leistungsfaktor (Cos Phi): pro Phase
    Netzfrequenz: (Hz): Summe 3-Phasen
    Anzahl Spannungsausfälle: Summe 3-Phasen
    Laufendes x Min. Maximum (kW): je Tarif
    x Min. Wirkleistungsmaximum (kW): je Tarif
    Datum/ Uhrzeit: Summe 3-Phasen

    Dort gibt es noch entsprechende Software mit der man das wohl dokumentieren und oder auswerten kann. Wenn ich da noch was finde womit ich auch die schon vorhanden beiden „HAGER Smartmeter“ auslesen kann (ohne dafür vor die Tür gehen und mein Auto wegfahren zu müssen), wäre ich beinahe glücklich…

    Weitere Links von dort, wie immer unter „Rainer“

    Antworten
    • Hallo Rainer,

      werde mir auf jeden Fall mal den Zähler ansehen. Vielleicht einer der nächsten Investitionen hier :)

      Vielleicht müssen wir uns wirklich einmal zum Thema Energiedaten zusammen setzen, denn da gibt es bei MPS noch etwas wenig.

      Antworten

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