Was bedeutet Power Quality?
Effizienz ist in diesen Tagen das prominente Thema in den Medien. Auch für die Industrie liegt der Fokus neben wirtschaftlichen Interessen der Ressourcenschonung, auch zunehmend auf ökologischen Aspekten, weil Endkunden zunehmend Wert auf nachhaltige Produkte legen.
Viele der umgesetzten Maßnahmen folgen daher dem Ansatz, den Energieverbrauch zu senken, so dass in Unternehmen stetig ein Ausbau von Leistungselektronik (z.B. in Form von Frequenzumrichtern), LED-Beleuchtung, oder automatisierten Abschaltvorrichtungen im Leerlaufbetrieb zu verzeichnen ist. So sinnvoll die Anwendungen im Einzelnen sind, bringen solche Anwendungen meist Netzrückkopplungen mit sich, so dass die interne Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) nicht immer gewährleistet ist. Dies gilt vor allem dann, wenn Einzelgeräte der EMV-Prüfung standhalten und ein CE-Siegel tragen. Wenn jedoch mehrere solcher Störquellen installiert sind, gilt dies in der Regel nicht mehr.
Netz-, Spannungs- bzw. „Stromqualität“ (im engl. auch mit Power-Quality bezeichnet) ist im Gegensatz zur Wasserqualität nicht unmittelbar wahrnehmbar, so dass spezielle Klasse A Messgeräte zur Ermittlung herangezogen werden müssen.
Yellow&Blue verfügt über solche Klasse A Messgeräte, Erfahrung und Expertise, um solche Netzrückkopplungen, z.B. durch Harmonische Oberschwingungen, zu erfassen und zu bewerten. Wir wählen den ganzheitlich Ansatz, um die Stärken und Schwächen in ihrer elektrischen Infrastruktur zu erfassen. Unsere Gutachten helfen ihnen dabei, Maßnahmen zu ergreifen, um ihr Netz „sauber“ zu halten noch bevor teure Ausfälle eintreten!
Netzrückkopplungen durch Harmonische Oberschwingungen
Der „Klassiker“ schlechthin ist das Nachrüsten mehrerer Frequenzumrichter an Elektroantrieben. Vor allem gilt hier in der Regel, dass ein Einzelgerät einer Prüfung der Elektromagnetischen Verträglichkeit standhält (CE Kennzeichnung), typischerweise jedoch nicht in Kombination mehrerer Frequenzumrichter oder anderer Leistungselektronik. Neben unzulässigen Normüberschreitungen (vgl. hierzu die EN 61000 Normenreihe) können sich derartige Rückkopplungen in vielerlei Hinsicht auswirken:
- Fehlfunktion, wie plötzliches Abschalten (z.B. Geräte mit Uhrzeittrigger, die als Taktgeber die 50 Hz-Frequenz nutzen, werden gestört)
- Magnetomotorische Effekte (Gegendrehmomente, Erhöhte Nullleiterströme) => Ineffizienter Betrieb und unnötige Wärmebildung
- Drastisch erhöhte Lagerabnutzung, da Ströme der 3. Harmonischen den Weg zum Nullleiter über die Lager nehmen können.
- Störungen oder Ausfall im IT-System inkl. Datenverlusten
- Störungen von Schutzbauteilen (Auslösung von Sicherungen)
- Fehlauslösung von Schutzschaltern aufgrund von hohen Spannungs-/Stromspitzen.
- Im Netzbetrieb ist die Kurzschlussleistung wesentlich größer (bzw. die Netzimpedanz wesentlich kleiner), als bei Notstrombetrieb über einen Inselgenerator. Aus diesem Grund verzerren die gleichen Oberschwingungsströme die Generatorspannung deutlich stärker, als während des Netzbetriebs, so dass ein Anstieg der Spannungsharmonischen um den Faktor 10 nicht untypisch ist! Solche Werte der Spannungsverzerrung (THD(u) > 8%) führen schnell zu Überhitzung der meisten Geräte und zu einem zügigen Ausfall bzw. Totalschaden – genau dann, wenn die Notstromversorgung einspringen muss.
Hier ein Kundenbeispiel aus der Praxis:
Blockheizkraftwerk Störungsanalyse
Was unsere Kunden sagen: „An einem unserer Blockheizkraftwerke lag von Beginn an eine Schieflast vor, wobei die Ursache nicht lokalisiert werden konnte. Laut Aussage vom BHKW Hersteller lag es nicht am Generator sondern an der Kompensation oder Netzverteilung auf Seite der Kläranlage. Deshalb haben wir die Firma Yellow&Blue mit einer „Störungsanalyse“ beauftragt, um die Ursache dieser Schieflast zu identifizieren. Die hierzu durchgeführten Messungen führten dann doch auf eine generatorseitige Ursache. Die erste Handlungsempfehlung und anschießende Beauftragung von Yellow&Blue inkl. Messungen an verschiedenen Messpunkten auf der Kläranlage und deren Analyse führte schließlich zu einer schnellen und kostengünstigen Lösung des Problems.“ so…