Berechnung von Oberschwingungen mit Elaplan-4
Die Untersuchung von Oberschwingungen gewinnt immer mehr an Bedeutung, da durch den ständig steigenden Einsatz moderner elektronischer Geräte die rein sinusförmige Kurvenform von Strom und Spannung (sauberes Netz) zunehmend in den Energienetzen verzerrt wird (schmutziges Netz).
Ein sauberes Netz ist jedoch erforderlich damit alle elektrotechnischen Anlagen einwandfrei funktionieren. Zudem fließen bei kritischen Oberschwingungen auf den Leitern zusätzliche Ströme unterschiedlicher Frequenzen. Diese haben eine verstärkte thermische Belastung der Leiter zur Folge, was bei der Planung entsprechend zu berücksichtigen ist.
Durch Oberschwingungsströme verursachte Probleme:
- Spannungsverzerrungen
- Überhitzung und Hochlaufschwierigkeiten von Drehfeldmotoren
- Nulldurchgangsstörungen bei elektronischen Betriebsmitteln, die sich an den Nulldurchgängen orientieren
- Überlastung von Neutralleitern
- Überhitzung von Transformatoren
- Fehlauslösung von Leitungsschutzschaltern / Leistungsschaltern
- Überbeanspruchung von Kompensations-Kondensatoren
- Skineffekte
- Verstärken der Probleme mit magnetischen Wechselfeldern, die sich durch eine nicht EMV-gerechte Elektroinstallation ergeben können.
Methoden zur Begrenzung von Oberschwingungen in Anlagen:
Die Begrenzungsmethoden lassen sich grob in drei Gruppen einteilen:
- Passive Filter
- Trenntransformatoren und Oberschwingungs-Reduktionstransformatoren
- Aktive Filter
Elaplan ermöglicht Ihnen die Berechnung der Verteilung von Netzharmonischen und Rundsteuersignalen in ausgedehnten Übertragungs- und Verteilungsnetzen. Die Ergebnisse der Berechnung zeigen die Auswirkungen der Oberschwingungen und geben Ihnen Anhaltspunkte für Maßnahmen zu deren Begrenzung.
Die Betriebsmittel werden mit den für das Lastfluss/Kurzschlussprogramm bekannten Daten und ggf. Zusatzinformationen definiert. Dabei kann für jede der Größen R, L, C der einzelnen Betriebsmitteltypen die Frequenzabhängigkeit angegeben werden. Die Einspeisung der Oberschwingungsströme und Spannungen kann an beliebigen Netzknoten erfolgen.
Die Oberschwingungsberechnung liefert als Ergebnis für jede gewünschte Frequenz:
- die Oberschwingungsströme in allen Netzzweigen nach Betrag und Phase
- die Oberschwingungsspannungen an allen Netzknoten nach Betrag und Phase
- die Klirrfaktoren für jede Frequenz an allen Netzknoten
- die Summenklirrfaktoren an allen Netzknoten
Zusätzlich zum Oberschwingungslastfluss können sowohl die Eigenimpedanzen für jeden Netzknoten als auch die Koppelimpedanzen für Nachbarknoten berechnet werden.
Die Ergebnisausgabe erfolgt entweder als Betragskurve (Betrag der Impedanz über der Frequenz) oder als Ortskurven (Reaktanz über Resistanz).
Die Berechnung von Oberschwingungen ist ein Ergänzungsbaustein zum Modul Elaplan-4 und wird separat lizenziert.
Für weitere Informationen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung,
Tel.: +49 69 66563-706
ElektraSoft GmbH