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Grundprinzip der Wandlermessung

Einfaches Prinzip, praktische Lösung

Photovoltaikanlagen, Wärmepumpen oder Ladestationen für Elektrofahrzeuge erzeugen hohe Ströme, die mit herkömmlichen Messgeräten nicht gemessen werden können. Die Lösung lautet Wandlermessung. Was ist Wandlermessung? Und welche Produkte aus dem Krannich-Portfolio können dafür eingesetzt werden?

Was ist Wandlermessung?

Die Wandlermessung, oft auch als Stromwandler- oder Messwandlertechnik bezeichnet, ist eine Methode in elektrischen Systemen, um hohe Ströme indirekt zu messen. Dabei werden Stromwandler (CT) und Spannungswandler (VT) verwendet, um den Strom und die Spannung auf ein Niveau zu reduzieren, das von Standardmessgeräten genau gemessen werden kann.

Hier kommt die sogenannte Messwandlung ins Spiel. Bei einer Messwandlerzählung wird der Stromfluss nicht direkt vom Zähler erfasst, sondern über externe Stromwandler bzw. Messwandler. Der englische Begriff lautet Current Transformer und wird mit CT abgekürzt. Hersteller verwenden oft entsprechende Bezeichnungen und Abkürzungen für ihre Produkte. 

Wie funktioniert die Wandlermessung?

Eine mit Strom durchflossene elektrische Leitung erzeugt immer ein Magnetfeld. In den Stromwandlern wird durch dieses Magnetfeld ein sogenannter Sekundärstrom induziert, welcher je nach Aufbau um ein festgelegtes Vielfaches kleiner ist als der Ausgangsstrom. Das ist das sogenannte Wandlungs- bzw. Übersetzungsverhältnis.

Der Zähler erfasst lediglich den deutlich kleineren Sekundärstrom und rechnet diesen dann anhand des Wandlungsverhältnisses auf den ursprünglichen Primärstrom um. Der einfache Aufbau der Wandler wird in der nachfolgenden Darstellung deutlich.

Eine Beispielrechnung für einen Wandlerzähler

  • Primärstrom: 200A
  • Wandlungsverhältnis: 40:1
  • Sekundärstrom: 200A/40 = 5A
  • Messbeispiel: Der Smart Meter misst 2A als Sekundärstrom 
  • Primärstromkreis: 2A*40 = 80A fließen.

Messwandler in unserem Portfolio

In der Bezeichnung der CTs kann erkannt werden, für welche Stromstärke der Messwandler maximal zugelassen ist. Dieser Wert sollte nicht überschritten werden, da die Messergebnisse sonst ungenau werden.

Wichtige Fragen rund um Wandlermessung

Warum ist die Wandlermessung wichtig?

Eine genaue Messung mithilfe geeigneter Wandler ist aus mehreren Gründen wichtig:

  • Genaue Abrechnung: Ungenaue Daten können zu überhöhten Rechnungen führen.
  • Lastmanagement: Mit genauen Messdaten können Unternehmen ihr Lastprofil analysieren und optimieren. Dies hilft, Spitzenlasten zu identifizieren und Maßnahmen zur Lastverschiebung oder Lastreduzierung zu ergreifen.
  • Überwachung und Sicherheit: Eine genaue Überwachung der elektrischen Lasten kann helfen, potenzielle Probleme wie Überlastungen oder Fehlfunktionen frühzeitig zu erkennen und entsprechende Maßnahmen zu ergreifen.
Wem nutzt die Wandlermessung?

Die Wandlermessung ist besonders nützlich für:

  • Große Industrieanlagen: Diese benötigen genaue Messungen aufgrund ihres hohen Energieverbrauchs.
  • Gewerbliche Gebäude: Bürokomplexe, Einkaufszentren und ähnliche Einrichtungen profitieren von genauen Messdaten zur Kostenkontrolle und Energieeffizienz.
  • Energieversorger: Diese verwenden Wandlermessungen, um den Stromverbrauch ihrer Kunden präzise zu erfassen und abzurechnen.
Welche Arten von Wandlerzählern gibt es?

Es gibt drei Arten von Wandlerzählern, die zur Wandlermessung verwendet werden können:

  • Stromwandler (CT): Diese messen den Strom und wandeln ihn in einen niedrigeren, messbaren Wert um.
  • Spannungswandler (VT): Diese messen die Spannung und wandeln sie in einen niedrigeren, messbaren Wert um.
  • Kombinationswandler: Diese Geräte kombinieren Strom- und Spannungsmessungen in einem Gerät.
Wann brauche ich eine Wandlermessung?

Eine Wandlermessung ist erforderlich, wenn:

  • Der Stromverbrauch so hoch ist, dass er die Kapazität von Direktmesszählern übersteigt (typischerweise über 100 A).
  • Genauere Messungen zur Lastüberwachung und -steuerung notwendig sind.
  • Gesetzliche oder vertragliche Anforderungen dies vorschreiben.
Was kostet eine Wandlermessung?

Die Kosten für eine Wandlermessung können variieren und hängen von mehreren unterschiedlichen Faktoren ab. Die einzelnen Faktoren lauten:

  • Kosten der Wandler: Strom- und Spannungswandler können je nach Spezifikationen und Genauigkeitsklasse unterschiedlich teuer sein. Der Preis liegt je nach Modell, Funktionsweise und Kompatibilitäten zwischen einer mittleren zweistelligen und einer mittleren dreistelligen Summe.
  • Installationskosten: Die Installation erfordert Fachpersonal und kann je nach Komplexität des Systems variieren.
  • Wartungskosten: Regelmäßige Wartung und Kalibrierung sind notwendig, um die Genauigkeit der Messungen zu gewährleisten.

Die Kosten für eine vollständige Wandlermessungseinrichtung und deren Installation können je nach Einzelfall tausend Euro und mehr betragen.

Welche Messabweichungen sind bei Wandlermessungen zulässig?

Die zulässigen Messabweichungen bei Wandlermessungen werden durch Normen und Vorschriften festgelegt. Typischerweise:

  • Stromwandler: Genauigkeitsklassen wie Klasse 0,2, 0,5 oder 1,0, wobei 0,2 die genaueste ist.
  • Spannungswandler: Ähnliche Genauigkeitsklassen wie bei Stromwandlern.

Die Genauigkeit hängt von der Klasse des Wandlers ab und muss den Anforderungen der jeweiligen Anwendung entsprechen.

Welche Wandlerzähler können zur Wandlermessung verwendet werden?

Zur Wandlermessung können verschiedene Wandlerzähler verwendet werden, darunter:

  • Digitalzähler: Moderne digitale Zähler, die hohe Genauigkeit und zusätzliche Funktionen wie Datenaufzeichnung und Fernauslesung bieten.
  • Analoge Zähler: Traditionelle analoge Zähler, die jedoch zunehmend durch digitale Varianten ersetzt werden.
  • Multifunktionszähler: Geräte, die mehrere Parameter (Strom, Spannung, Leistung) messen und aufzeichnen können.
  • Wandlermesser, die in andere Geräte integriert sind. Das ist bei manchen Wechselrichtern der Fall.

Insgesamt bieten Wandlerzähler eine flexible und genaue Möglichkeit, den Stromverbrauch in großen Anlagen zu überwachen und zu steuern. Eine sorgfältige Auswahl und Installation dieser Geräte sind entscheidend, um die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen.