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Kompensationsanlagen Oberschwingungen im Verbrauchsnetz eliminieren – Energie sparen

Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

Hochleistungselektronik ist immer häufiger ein wichtiger Teil von Frequenzumrichtern und anderer elektrischer Anlagenteile. Diese produzieren Oberschwingungen, die sich auf das gesamte Verbrauchsnetz auswirken können. Denn Bauteile erwärmen sich - Störungen in Anlagen sind die Folge. Moderne Kompensationsanlagen sind in der Lage, das Spektrum der Oberschwingungen zu analysieren und gezielt entgegengesetzte Schwingungen ins Netz zu speisen.

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Im Display können alle drei Phasen, Blindleistung u.a. gleichzeitig übersichtlich visualisiert werden.
Im Display können alle drei Phasen, Blindleistung u.a. gleichzeitig übersichtlich visualisiert werden.
( Archiv: Vogel Business Media )

Die Störemissionen von elektronischen Komponenten führen zur Frequenz- und Amplitudenverstärkung bei den Oberschwingungen – vor allem im höheren Frequenzbereich. Energieverluste und eine sinkende Lebensdauer der Bauteile aufgrund von Wärmeentwicklung sind die Folge. Eine Faustregel sagt: 10 Prozent Mehrbelastung durch Wärme reduziert die Lebensdauer um 50 Prozent.

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Zwar nutzt die Mehrheit der Industriebetriebe seit vielen Jahren Kompensationsanlagen, die Oberschwingungen begrenzen. Doch diese Maßnahme ist oft nicht effektiv genug, da herkömmliche Kompensationsanlagen lediglich die Blindleistung durch eine Korrektur des Verschiebungsfaktors cos φ reduzieren, die Oberschwingungen jedoch nicht eliminieren. Zudem mangelt es an einer regelmäßigen Überprüfung und Ausrichtung der Kompensation am tatsächlichen Bedarf. Die Folge: die Anlagen arbeiten fehlerhaft und zerstören auf Dauer damit sich selbst. Erste Anzeichen für eine Überlastung durch Oberschwingungen sind beispielsweise defekte Kondensatoren.

Moderne Kompensationsanlagen sind in der Lage, das Spektrum der Oberschwingungen zu analysieren und gezielt entgegengesetzte Schwingungen ins Netz zu speisen. Die Überlagerung der Oberschwingungen löscht die störenden Frequenzen aus. Leistungsvermögen und Reaktionszeit dieser Anlagen sind jedoch begrenzt.

Analyse des Ist-Zustands

„Für die Optimierung der Oberschwingungskompensation gibt es eine Reihe von Möglichkeiten. Bevor jedoch konkrete Maßnahmen ergriffen werden können, sollte eine Analyse des Ist-Zustands des eigenen Stromnetzes mit einem Netzanalysator erfolgen“, rät Holger Janssen, Messtechnik-Experte des Katalogdistributors Distrelec Schuricht. Sein Unternehmen bietet für die Analyse der Stromversorgung unter anderem den Fluke 435. Der Netzanalysator entspricht in allen Punkten der Norm EN61000-4-30 und liefert reproduzierbare, zuverlässige Messwerte. „Zur regelmäßigen Kontrolle der Kondensatoren empfiehlt sich der Einsatz einer Thermographie-Kamera. Sie zeigt Überhitzungen an und ermöglicht das rechtzeitige Eingreifen“, führt der Fachmann weiter aus. Auch hierfür finden Interessenten eine große Auswahl an Wärmebildkameras der führenden Hersteller im Online- und Printkatalog von Distrelec Schuricht.

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