Harmonische Oberschwingungen , Netzrückwirkungen - Netzqualität Analyse

[1mkRE]

Moin..

aufgrund der Netzimpedanz und der Umrichterströme kann man die Oberschwingungs-Spannung am Übergabepunkt errechnen.


OW

Hallo Oberwelle noch eine Frage zu unserem Thema. Kannst du das zitierte von dir ggf. einmal etwas mehr erklären?Gibt es ihrgendwoe berechnungsbeispiele?

Danke

[Oberwelle]

Moin..

wenn die Netzimpedanz für z.B. 250Hz bekannt ist, und der Strom für die 250Hz auch, dann ist ist dies genau so wie bei 50Hz.
Also U = Z x I

Das schwierige ist die Netzimpedanz für das Netz zu ermitteln.
Die 50Hz stellt in der Regel das kleinste Problem dar, da ( fast ) alle Betriebsmittel bekannt sein sollten, aber wie sich die Betriebsmittel bei anderen Frequenzen verhalten, wird dann schon schwieriger.

Auf jeden Fall ist die Netzimpedanz mit mindestens einer Resonanz behaftet.

Ein Beispiel aus einem Mittelspannungsnetz, aus der Sicht eines Abnehmers.
Z in Abhängigkeit von der Frequenz ( errechnet ).
[ATTACH]9882[/ATTACH]

Man kann schön erkennen, daß die Impedanz bei 450Hz nicht gerade wünschenswert ist..

OW

[1mkRE]

Hallo Oberwelle meine Frage ist somit beantwortet.

Aber die impendanz bei 450Hz ist gewachsen klar bei dem beispiel, jedoch wo liegt fort genau das problem "nicht wünschenswert" der anteil hat doch keine so großen auswirkungen, im bezug auf spannungsfall usw. ist doch nur ein kleiner Ohm betrag.ich hab leider keine praxis erfahrungen deswegen würde mir ein tipp reichen.es ist mir klar das dort ein größerer spannungsfall auftritt aber so enorm ist er doch nicht?!

Zusätzlich sagtest du das es dort mindestens eine resonanz gibt.was eine resonanzfrequenz istbund was oberwellen anrichten können im zusammenhang mit kompensationsanlagen weiß ich auch, jedoch würde mich interesdieren wo es noch eine rolle spielt.resonanzfrequenz ist ja nur da gefährlich wenn sich Xc und Xl gegeneinander aufheben und nur der wirkwiderstand vorhanden ist.bitte auch hier um einen ratschlag was du damit meintest.

Vielen dank.

[Oberwelle]

Moin..

ein Schwingkreis bedeutet immer Spannungs- und / oder Stromerhöhungen. Diese sind im Versorgungsnetz in der Regel sehr störend.

Ein idealer Schwingkreis hat keine dämpfenden Widerstände, also je mehr reine Wirkwiderstände ( Glühfadenleuchten, Heizung.. ) um so höher die Dämpfung des Schwingkreises.

Die guten alten Widerstands-Verbraucher haben aber leider immer weniger Netzanteile in der Versorgung und die Anteile der kapazitiv bzw. induktiv wirkenden Verbraucher nimmt zu. Die Folge, je größer die Blindanteile um so niedriger die Resonanzfrequenz und so ehr kommt diese dem Verbraucherstrom ins gehege.

Gleichzeitig steigen die elektronische Lasten wie Frequenzumformer, elektronische Vorschaltgeräte in Leuchtstoffröhren, der Unterhaltungselektronik und Rechnern
Selbst in Waschmaschinen etc. wird der Motor nicht mehr "analog" betrieben.
Die Anteile der fremden Frequenzen steigen also auch noch..

Bei einem angenommen Strom von 50A ( Beispiel mit der Grafik ), würde bei 50Hz ein Spannungsfall von 10 Ohm x 50A = 500V auftreten ( Mittelspannungsnetz ).
Bei 450Hz und einem erdachten Strom von 1A würde eine Spannungsfall von 140 Ohm x 1A = 140V auftreten.

Obwohl die 450Hz im nur 2% Stromanteil haben, ist der Spannungsanteil ein drittel.
Der Spannungsverlauf ist dann nicht mehr als Sinus zu erkennen. Die elektronischen Netzteile können den Nulldurchgang ( alle 10ms ) nicht mehr erkennen und schalten ab ( oder geben Rauchzeichen ).

Genau mit dem Scenario kam ich das erste mal mit dem "Spass" in Berührung.. Damals hatte die USV eine Netzstörung erkannt und die Rechner zwangsweise runtergefahren.
Der Hausmeister vor Ort hatte in der Anlage viel gemessen, aber die 50Hz waren nicht mehr zu finden ( lag aber auch am "billig" Messgerät )..


OW

[1mkRE]

Hallo Oberwelle, sorry das ich mich so spät melde, danke für deine Antwort.
Eine Frage kann ich mir noch nicht beantworten zur Zeichnung:

Aber die impendanz bei 450Hz ist gewachsen klar bei dem beispiel, jedoch wo liegt fort genau das problem "nicht wünschenswert" der anteil hat doch keine so großen auswirkungen, im bezug auf spannungsfall usw. ist doch nur ein kleiner Ohm betrag.ich hab leider keine praxis erfahrungen deswegen würde mir ein tipp reichen.es ist mir klar das dort ein größerer spannungsfall auftritt aber so enorm ist er doch nicht?!

Warum wandert die kurve so, sieht aus wie eine Parallelschwingkreis Kurve sehe das doch richtig?!

[50Hertz]

...
Obwohl die 450Hz im nur 2% Stromanteil haben, ist der Spannungsanteil ein drittel....

Hallo Oberwelle!
Deine Messkurven sind einfach Klasse. Danke!
Die zitierte Aussage verstehe ich leider so überhaupt nicht.
Welche Konsequenzen ergeben sich für mich als Netznutzer?
Als Betreiber von Glühlampen, merke ich vermutlich nichts?
Als Betreiber von einem FU für meinen Behinderten-Treppenaufzug hat das Netz einen großen Innenwiderstand, eine große Eingangsimpedanz. Damit kann ich Signale dieser Frequenz schlecht ins Netz einspeisen. Das macht dem Netz doch nix?

Danke für Deine Nachrichten, ich würde es gerne besser einschätzen können.
Die Sicherheitsüberwachung meiner Goldvorräte habe ich mit einem Netzfilter geschützt.
Im privaten Bereich sind bei mir alle Großverbraucher (Wassererwärmung, (Luft-) Heizung) eigentlich ohmsche Widerstände.

Grüße
50Hertz

[Oberwelle]

Moin..

man kenn den "Spannungseinbruch" ja von starken Verbrauchern.
Also die Kreissäge läßt beim einschalten das Licht flackern.

Das Scenario kennen und verstehen wir wohl alle, die Stromstärke ist so hoch das an der Zuleitung ein ziemlich hoher Spannungsfall abfällt.
Der Sinusverlauf wird in der Amplitude kleiner.

Wenn jetzt ein starker 50Hz Strom das Gleiche bewirkt wie ein viel schwächerer z.B. ein 450Hz Strom, dann fällt an der Zuleitung, die ja für die Frequenzen einen höhere Impedanz hat, eine prozentual höhere Spannung ab. Also in dem fall eine 450Hz Spannung.
Der Spannungsverlauf ist dann nicht mehr sinusförmig sondern ein 50Hz Sinus wo 450Hz Anteile "fehlen". Der Sinus ist verzerrt.
Das sind dann die "bösen" Oberschwingungen.


Gruß OW

PS: ich werde dazu mal eine Skizze einstellen..

[1mkRE]

Hallo Oberwelle, das ist klar ok habe mir gedacht.

Aber kannst du etwas zu der Kurve sagen: Warum wandert die kurve so, sieht aus wie eine Parallelschwingkreis Kurve sehe das doch richtig?!

[Oberwelle]

Moin..

es ist ein Reihenschwingkreis in dem parallel zum Kondensator noch ein L und R angeschlossen ist.
Je größer C desto kleiner wird die Resonanzfrequenz

OW

[1mkRE]

Hallo Oberwelle, ja hast recht der Kurvenverlauf sieht nach einem reihenschwingkreis aus. Jedoch verstehe ich nicht wie du da noch parallel zum Kondensator ein L und ein R siehst?