För hög effekt på elpatron, koppla om från D- till Y-koppling?

Typiskt när man har bråttom så får man väl alltid fel grejer

Det rör sig om en liten eldriven ångpanna från danska Abco, modell "Teknik 60 kW", datablad pdf. Beteckningen "60 kW" är bara för att den storleken kan bestyckas med max så hög effekt men jag skulle ha 2x21=42 kW elpatroner vilket vi nu har kablage och säkring för.

Nu verkar det inte bättre än att jag fått en panna med de största patronerna 2x30=60 kW och då skiter sig matningen och allt ska igång imorgon.

På märkskylten på pannans hölje står 60,5 kW (0,5 kW till matarvattenpumpen). Jag litade inte på det utan mätte resistensen på kontaktorernas (2 st, en till vardera elpatron) utgångar till patronerna till R=11 ohm mellan vilken som helst av de tre fasanslutningarna till respektive patron. (De båda patronerna startas av varsin kontaktor.)

Jag räknar kallt (baserat på tidigare erfarenhet samt teori) med att effektfaktorn (cos φ) =1 för elpatronerna då det ska vara så gott som rent resistiv last.

Då ska väl trefaseffekten ges av P=roten ur 3*400^2/11=25 kW per patron.

Märkningen på patronernas flänsar är:

V. 400 Δ
W. 30000
14.01

Ingen aning vad 14.01 betyder, kanske materialet i patronen. Enligt leverantören och all logik ska detta betyda 30 kW patroner.

Jag tog en bild på flänsen där jag har ritat med spritpenna hur jag tror att patronens tre värmeslingor går mellan elanslutningarna. Då är detta väl ändå deltakopplat eller hur? Jag har svårt att föreställa mig hur slingorna skulle se ut om detta skulle vara Y-kopplat. Enligt en elritning skulle det vara Y-kopplat men den ritningen är flera år gammal och måste inte vara specifik för den levererade apparaten.

Kvoten mellan effekten vid D-koppling och Y-koppling är väl roten ur 2, c:a 1,41. 30 kW/1,41 "råkar" bli de 21 kW som patronerna skulle ha.

Va fan, det borde väl bara vara att koppla om dessa till Y-koppling så är det bara att tuta och köra? Det får ju ske med små kabelstumpar direkt på patronens anslutningar (lugn, jag har elektriker till hjälp med kopplandet men jag vill dubbelkolla här också).

Hos leverantören får jag bara tag på säljaren som inte är så bra på el, deras elektriker har semester och är oanträffbar. Säljaren snackar om att skicka nya patroner på 21 kW men jag misstänker att det är exakt samma patroner, bara att man kopplar in dem annorlunda för 21 resp. 30 kW.

Lite konstigt att jag mätte 11 ohm, får det inte att stämma med 30 kW men det är rätt nära.

Efter att ha stirrat stint på bilden en längre stund så tror jag att man inte kan mäta resistensen så som jag gjorde. Det ger i alla fall inte resistensen i varje separat värmeslinga (3 st per patron) då de är ihopkopplade så det blir som att mäta på en resistor med två seriekopplade parallellt med den ena. Seriekopplade parallellt... det lät något va? Å andra sidan är det kanske den på så sätt uppmätta resistensen som ger strömmen i varje fas i alla fall. Fan, jag kan ju inte tänka idag

Om vi annars skiter i uppmätt resistens och litar på att stämplingen 30000 W vid 400 V D-koppling stämmer så är det väl ändå gjutet att jag får 21 kW om jag kopplar om till Y?

Du missar att resistansen ökar med temperaturen. Exakt resistans kan alltså bara mätas under drift.

För övrigt så rent spontant tycker jag du har rätt. Bort med blecken, dra fram en nolla och koppla in. Effekten minskar till nära dina 21 kW.

Det har jag redan tänkt på Dessvärre skulle ju det i så fall leda till ännu lägre effekt än jag räknade ut och den var ju redan lite lägre än patronen är stämplad, 25 istället för 30 kW. Dessbättre har jag kontrollmätt på en grilltändare en gång och där stämde effekten jag räknade ut utifrån resistensen mätt i kallt tillstånd väldigt väl med effekten jag sedan mätte när den var varm. Alltså verkar inte resistensen i sådana här värmeelement öka nämnvärt med ökande temperatur. Hos en glödlampa är det ju en sjuhelsikes skillnad i resistens kall mot varm varför man inte kan räkna ut effekten utifrån den kallt uppmätta resistensen men det verkar inte gälla här. (Jag tror elpatronen är mycket lik grilltändaren i karakteristik, i alla fall jämfört med en glödlampa.)

Jag tycker ju det känns rätt men jag är inte helt 100. Men någon nolla ska väl inte behövas bara för det är Y-kopplat, det är fortfarande jämn belastning på faserna och de kommer att få sin "imaginära" nollpunkt där slingorna sammankopplas.

Följande gäller vid effektberäkning:

D-koppling ger tre gånger så hög effekt som Y-koppling.

Förhållandet kan lätt utläsas om man räknar ut varje effekt för sig enligt formel: Uf^2/R

Eftersom Uf (fasspänning) är 400V vid D-koppling så gör det att 400^2/R * 3 (eftersom det är tre resistanser).

Vidare så är stämplingen på apparaten alltid avgiven effekt, det är alltså inte den effekt som nätet belastas med.

Märkningen på din apparat avslöjar direkt att den är D-kopplad dels på grund av att den endast är stämplad med 400V och dels för att den triangulära symbolen står för D-koppling (som också kallas triangel-koppling).

Man ser också tydligt att lindningarna är kortslutna med kopparbleck, alltså D-kopplade.

Du borde kunna köra apparaten Y-kopplad genom att helt enkelt ta bort blecken som ligger mellan anslutningspunkterna. Detta gör att du får en Uf på 230V vilket gör att du max kan generera 42kW enligt databladet.

Korrekt. En elmotor, till exempel, ansluts nästan alltid utan en neutralpunkt. Hälften av strömmen går i den ena fasledaren och den resterande strömmen går i de två andra ledarna.

Gäller ju givetvis vid en symmetrisk belastning.

Du har också ett motorskydd på en motor. Kan vara tryggt med en nolla om något går fel.

Nu pratar vi om anslutningen vid lindningarna. Olika skydd och styrningar dessförinnan är något helt annat. Har kopplat hundratals motorer i mitt yrkesliv och ute vid motorn har man med trefasdrift i princip alltid endast tre faser och jord.

Aj fan, det låter inte bra. Fast här nedan, längst ned låter det bättre. Jag fick för mig att kvoten mellan effekterna vid D- respektive Y-koppling var roten ur 2 men det är ju bara spänningen som det är så med. Eller är det att även resistensen mellan faserna ändras vid Y-koppling så det i alla fall blir roten ur 2 i effektkvot?

Är effekten bara 1/3 vid Y-koppling går jag ju från 30 till 10 kW per patron och det räcker inte till värmebehovet . Jag tänkte att det inte är någon slump att det finns 21 och 30 kW patroner att välja på hos leverantören, att det egentligen är samma patron bara olika kopplad då kvoten stämde så fint 30/21=400/230 men det kanske bara var en vacker slump och man måste byta patron för att få de 21 kW som de skulle vara på?

Ja men här räknar jag iskallt med 100 % verkningsgrad då det är elpatroner och inte motorer. (Och effektfaktor 1 pga rent resistiv last.)

Man kan väl säga att märkningen avslöjar att den ska ge 30 kW effekt vid D-koppling och 400 V men märkningen allena behöver ju inte betyda att den verkligen är D-kopplad eller måste vara det om man kan tänka sig någon annan effekt.

Låt dig bara inte luras av mina handritade krumelurer på flänsen för hur jag tror värmeslingorna går där innanför men jag kan ju inte heller få det till annat än att den är D-kopplad när det ser ut så. Inte fan finns det någon möjlighet att det där är Y-kopplat va?

Man får ju tänka på att databladet, för en given kolumn visar flera olika bestyckningsalternativ med olika storlekar på elpatroner (och kanske även olika inkopplingar Y/D) men 2x30 kW vid 400 V skulle ju vara max för pannstorleken så då låter det som att det skulle bli 42 kW vid 230 V och då menas väl egentligen vanlig svensk 400 V matning fast det pga Y-kopplingen ligger 230 V över varje slinga?

Det stämmer ju fint med vad jag trodde först men det är mycket mer än en tredjedel av effekten vid D-koppling som du skrev överst. Är det det där med att även resistensen ändras då?

Tillägg: Nä djävlar här står som du skrev först att man bara får 1/3 av effekten vid Y-koppling. Då är det ju kört! I så fall säger jag som Ernst-Hugo, DANSKDJÄVLAR!!! En enda grej hade jag begärt och det var 42 kW @ 400 V och mer är inte bättre när elskåp och kablage är dimensionerat efter det. Ett driftstopp som skulle gå på en dag, 70 mil hemifrån och så går det åt helvete för att de inte kan fixa den enda grejen de hade att tänka på. Jag ska fan bygga om den till att eldas med metatabletter istället så kan jag skicka kabeln till pannleverantören som kan köra upp den i röven.

Ännu mer googling stärker övertygelsen att det där om 1/3 effekt vid Y-koppling kontra D-koppling stämmer. Men ha ha ha, ta mig djävulen, jag har ju för böveln två elpatroner och jag behöver ju inte ändra på båda!!!! Tjoho, om jag låter Y-koppla den ena sjunker alltså effekten från 30 till 10 kW på den men den andra får vara kvar i D med 30 kW. 10+30=40 kW och det räcker, de beställda 42 var med hyfsad marginal, jag behöver egentligen max 34 kW.

Yes, ni är förlåtna danskdjävlar Det er et Yndigt Land! Nä, man borde tillverka cement av hela ert djävla land och svensken räddade situationen.

(Den fellevererade pannan är alltså från Danmark om någon råkat missa det i allt mitt pladder.)

Blev ju felräknat där, 30/21 är inte särskilt nära 400/230. Då var det ingen slump på något sätt utan bara fel. (30/21 är däremot nära roten ur 2 som jag hade för mig var kvoten mellan fas- och huvudspänning men det är ju tusan roten ur 3.) Nu minns jag, kvoten mellan toppvärde och effektivvärde på en sinusspänning är ju roten ur två, det var där tvåan hörde hemma. Det blir väl tråkigt om jag ska ha rätt varenda gång

Exakt. Eftersom du har två patroner så kan du genom att D-koppla den ena och Y-koppla den andra komma upp i den specificerade effekten 42kW, alltså ungefär 3/3 plus 1/3.

När du skall räkna ut den totala resistansen i en parallellkrets så är en tumregel alltid att den totala resistansen alltid är mindre än den minsta delresistansen.

Formeln är: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 osv.