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Grundsätzliches In diesem Abschnitt sollen Ursache, Wirkung und Folgen von sogenannten Zwischenharmonischen und Subharmonischen in schwingenden Netzen diskutiert werden. Zwischenharmonische (Ober-) Schwingungen, auch Interharmonische genannt, sind überlagerte Frequenzanteile in der elektrischen Energieversorgung (Strom und Spannung), die kein ganzzahliges Vielfaches der 50-Hz-Netzfrequenz (d.h. „ZHS“ = Zwischenharmonische Schwingung) bilden. Subharmonische sind Frequenzanteile, die unterhalb der 50 Hz-Netzfrequenz liegen (d.h. ). Diese Unterscheidungen grenzen die Zwischenharmonischen sowie die Subharmonischen von den Harmonischen Oberschwingungen ab. Die Messtechnische Abgrenzung von Harmonischen und Zwischenharmonischen, findet über…

Grundsätzliches Um einen ersten Einblick in die elektrische Energieversorgung in Deutschland/Europa und deren Qualitätsmerkmale zu bekommen, ist ein Grundverständnis der physikalischen Zusammenhänge essenziell. Strom kommt nicht einfach aus der Steckdose, sondern kann sich je nach Örtlichkeit und angeschlossener Anlagen z.T. erheblich unterscheiden. Aus Historischen Gründen sind die elektrischen Versorgungsnetze auf Basis der Wechselspannungstechnik entstanden (Energietransport über lange Strecken). Entsprechend liegt bei jedem Verbraucher eine schwingende Spannung an, die jedoch häufig durch Geräte verändert wird. In solchen Fällen entstehen sogenannte Netzrückwirkungen.…

Blindleistungskompensation in Niederspannungsnetzen Verbesserung der Power Quality - mehr als nur Kosten senken Besonders energieintensive Unternehmen werden in Deutschland als Sondervertragskunden von Energieversorgungsunternehmen und Netzbetreibern mit zusätzlichen Gebühren bei erhöhtem Blindleistungsbezug belastet. Da im industriellen Bereich bis zu 68% des Strombedarfs durch Elektromotoren (induktive Verbraucher) verursacht wird [1], haben die meisten Betriebe bereits an zentraler Stelle Kompensationsanlagen zur Blindleistungsregelung installiert (meist kapazitive Kondensatorbänke), um solche direkten Kosten zu vermeiden. Da sich durch den verstärkten Einsatz von Leistungselektronik (wie Frequenzumrichter, Netzteile,…

Der stetige Umbau der industriellen Produktion, hin zur volldigitalisierten Maschinenarchitektur (Industrie 4.0), führt dazu, dass Anlagenplaner und Betreiber sich mit neuen Herausforderungen konfrontiert sehen. Einerseits müssen neue Anlagen in die Kommunikationsstruktur mit anderen Betriebsmitteln eingebunden werden, andererseits wandelt sich die Energieversorgung der Verbraucher durch den Einsatz von Halbleiterbauelementen, von Wechselspannung hin zu Gleichspannung. Auf diese Weise lässt sich die gesamte Wertschöpfungskette eines Unternehmens digital erfassen, abbilden und sehr effizient produzieren – wenn alles reibungslos abläuft. Wir wollen hier einige Aspekte…

Unsymmetrische Lastenverteilung (auch Schieflast oder Unsymmetrie) führt zu Nullleiterströmen, die in Extremfällen zu Kabelbränden führen können, da die Kabel oft (insbesondere in älteren Infrastrukturen) nicht auf solche Lasten ausgelegt sind. Hinzu kommt, dass Unsymmetrien die Transformatorleistung reduzieren und an diesem zu vermeidbaren Verlusten führen. Quellen für Schieflasten sind u.a. Generatorschäden dezentraler Anlagen oder schlechte Verbraucheranordnung in den Unterverteilungen des vorliegenden Netzes. Für die Spannung gilt ein Abweichungslimit von 2% am Übergabepunkt (10 min gemittelt) bzw.  0,7% für Einzelgeräte.

Ähnlich wie Harmonische OS bilden Zwischenharmonische oder auch Interharmonische Netzstörungen aus, jedoch liegen diese zwischen ganzzahligen Vielfachen der Grundfrequenz liegt zwischen der 3. und 4. OS, also zwischen  150 Hz und 200 Hz. Für Sie gelten eigene Grenzwerte und müssen entsprechen eigenständig betrachten werden. Zwischenharmonische Spielen insbesondere bei Resonanzeffekten (= selbstverstärkender Schwingungseffekt) eine Rolle.

Harmonische Oberschwingungen (OS) beschreiben Wellen, deren Frequenzen ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz sind (bzgl. Strom/Spannung ist die Grundfrequenz im europäischen Verbundnetz f = 50 Hz). Bildlich sind harmonische Oberschwingungen „Verzerrer“ der glatten Sinusform (ähnlich wie in der Akustik, z.B. eine schwingende Gitarrensaite aus Grundton und Obertönen besteht). Ursache für Harmonische Oberschwingungen sind Schaltvorgänge in sogenannten Nichtlinearen Verbrauchern, d.h. Lasten, die Leistungselektronik (Halbleiter) zur Regelung verwenden (wie Umrichter, Netzteile, etc.) und praktisch überall im Einsatz sind. Auf Verbraucher haben Oberschwingungen schädlichen Einfluss:…