Oberschwingungskompensation

    Für elektrische Energieversorgungsnetze gelten exakte Richtlinien hinsichtlich der zulässigen Oberschwingungsbelastung. Dies ist nicht nur wichtig für den Energieversorger, sondern auch für den Nutzer der Energie.

    Hersteller von elektrischen Geräten legen deren Störfestigkeit so aus, dass diese innerhalb der zulässigen Verträglichkeitspegel funktionieren. Werden die Verträglichkeitspegel am Anschlusspunkt überschritten, ist eine störungsfreie Funktion elektrischer Geräte nicht mehr gewährleistet.

    Ferner führen Oberschwingungsströme in Energieversorgungsnetzen zu erhöhten Verlusten und vorzeitiger Alterung der elektrischen Anlagen.

    Was sind harmonische Oberschwingungen?

    Jedes Signal kann mittels Fourieranalyse in eine Addition von Sinusschwingungen zerlegt werden. Neben der Grundfrequenz (im deutschen EVN 50Hz), wird die Summe aus den ganzzahligen Vielfachen gebildet.

    Typische Effekte, die zu Oberschwingungen führen, finden sich in der Leistungselektronik bei Kommutierungsvorgängen und Phasenanschnittssteuerungen, Sättigungseffekten bei Transformatoren und für Energiesparlampen charakteristische Gasentladungen.

    Die Ausprägung der Oberschwingungen, im Bezug zur Grundschwingung, kann mit einem Frequenzspektrum (Histogramm) dargestellt werden.

     

    Der Oberschwingungsgehalt gibt an, wie hoch die Verzerrungen eines Signals aufgrund von Oberschwingungen sind. Er stellt ein Verhältnis aus Oberschwingungs- und Gesamteffektivwert der Spannungen dar.

     Der Oberschwingungsgehalt der Einzelharmonischen berechnet sich aus

    mit n für die Ordnung der Oberschwingung.
    In den Normen wird ein besonderes Augenmerk auf die 5., 7., 11., 13., 17., 19., 23. und 25. Harmonische gelegt. Aufgrund der weiten Verbreitung der 6-Puls-Schaltungen (Leistungselektronik mit p=6 Thyristoren) kommt dieses charakteristische Zahlenbild zustande. Allgemeingültig lassen sich die charakteristischen Harmonischen nach folgender Gleichung bestimmen

    Lösung

    Verdrosselte Blindleistungskompensationsanlagen sowie passive und aktive Oberschwingungsfilter von PQ wirken den Oberschwingungen entgegen und schützen Ihre Anlagen zuverlässig vor Überlastung und Schäden. Durch die Beseitigung der Oberschwingungen im Netz wird die Anlagenlebensdauer erhöht und die Produktionsqualität verbessert.