Wer viel misst, misst Mist – wer nur Teilbereiche misst, ebenfalls. Das Thema „Messen der Netzqualität“ ist heute wichtiger als je zuvor. Wechselrichter für Energieerzeugungsanlagen, Ladeinfrastruktur für die Elektromobilität und viele weitere elektronische Verbraucher erzeugen Netzrückwirkungen in unserem Spannungsnetz. Diese Oberschwingungspegel sollten nicht ignoriert werden, da sie andere Verbraucher stören können, die an dem gleichen Netz angeschlossen sind.
Eine hochwertige Spannungsversorgung ist entscheidend für die Betriebssicherheit moderner Produktionsprozesse. Deren leistungselektronische Antriebe und Steuerungen ermöglichen erhebliche Energieeinsparungen, optimieren Prozesse und steigern die Produktivität. Allerdings verschlechtert gerade ihre Lastcharakteristik die Spannungsqualität. Produktionsstillstände, Netzwerkausfälle oder Anlagendefekte können nicht nur finanzielle, sondern auch den Verlust von Kunden bedeuten. Das Thema Oberschwingungen ist nicht neu und dennoch muss ich das Thema aus aktuellem Anlass nochmal aufgreifen.
Oberschwingungen und deren Beurteilung
Die Netzqualität wird nach Norm bewertet und muss mit einem Messgerät (mobil oder stationär) der aktuellen Klasse A-Edition 3 gemessen werden. Während erste mobile Messgeräte mittlerweile nach der Norm 61000-2-2(4) bis 150 kHz messen können, sieht es bei stationären Festeinbaumessgeräten anders aus. Die auf dem Markt erhältlichen Geräte messen meist bis zur 63. Harmonischen. Was bedeutet, dass von 0,1 kHz bis 3,15 kHz die Oberschwingungen, und somit die Netzqualität bewertet werden können. Dieser Bereich reicht aus, um die einzuhaltende Versorgungsqualität der Netzbetreiber, nach der Norm DIN EN 50160 bis 1,25 kHz, quantifizieren zu können. Für einen sichern Überblick über die reale Netzqualität im Betrieb ist das bei weitem nicht mehr ausreichend.
Denn es gibt viele Verbraucher, die höhere Oberschwingungen emittieren, wie leistungsstarke Frequenzumrichter, deren Taktfrequenzen um die 6 kHz liegen. Wechselrichter von Erzeugungsanlagen wie zum Beispiel Photovoltaik-Anlagen und Ladeinfrastruktur für die Elektromobilität haben ihre Taktfrequenzen sogar zwischen 16 und 20 kHz. Messgeräte, die bauartbedingt bis 3,15 kHz messen können, liefern daher ein Ergebnis, das meist nicht die wirkliche Gefährdung zeigt.
Beispiel Flughafen
An einem deutschen Flughafen wurden umfassende Netzqualitätsmessungen an der Befeuerungsanlage von einem Power-Quality Sachkundigen von KBR durchgeführt. Die Halogenglühbirnen werden hier mittels Dimmer gesteuert. Neben den erwarteten harmonischen Störungen im unteren Frequenzbereich wurde ein hoher Oberschwingungspegel bei 5,1 kHz gemessen. Dieser Pegel kann nicht mit jedem normkonformen Messgerät der Klasse A erfasst werden, da diese meist nur bis 3,15 kHz messen können. Diese Einschränkung kann zu einer trügerischen Fehlinterpretation des Störungspotenzials führen.
Messung bis 20 kHz
Verbraucher, die Frequenzen in einem höheren Bereich emittieren, werden in den kommenden Jahren durch die Energiewende vermehrt eingesetzt. Dies erfordert eine entsprechende Anpassung der Messtechnik, um eine zuverlässige Beurteilung des Störpotenzials zu ermöglichen. Die Klasse A-Netzqualitätsmessgeräte multimess D9-PQ und multimess F144-PQ von KBR zeichneten sich bereits durch ihre Fähigkeit aus, Messungen bis zu 9 kHz durchzuführen. Nun wurde durch aktuelle Entwicklungen der Messbereich auf 20 kHz erweitert, um für aktuelle und zukünftige Anforderungen gewappnet zu sein. Dadurch ist es jetzt möglich, Pegel in einem erweiterten Frequenzband zu messen, die den meisten herkömmlichen Messgeräten verborgen bleiben.
Mit dieser fortschrittlichen Erweiterung sind die Geräte von KBR optimal ausgestattet, um auch in Zukunft den steigenden Herausforderungen im Bereich der Oberschwingungsmessungen gerecht zu werden. Somit können sie qualitativ hochwertige Aussagen über das auftretende Störpotential liefern und dienen als zuverlässige Werkzeuge für die präzise Analyse und Bewertung von Frequenzemissionen.
Um auch die Ströme bis zu dieser Frequenz messen zu können, empfiehlt es sich, Stromwandler der multict XCTB-Serie von KBR einzusetzen. Diese Wandler sind speziell für den Einsatz in oberschwingungsbelasteten Netzen bis zu einer Frequenz von 20 kHz entwickelt worden.
PQ-Monitoring
In der Klasse A-Edition 3 bieten die hochmodernen KBRMessgeräte eine Vielzahl von wichtigen Messwerten zur Beurteilung der Netzqualität. Nun gilt es, diese Werte auch angemessen zu bewerten. KBR präsentiert seinen neuesten Service: Power Quality Monitoring. Mit diesem Service können die bei Ihnen verbauten Netzqualitätsmessgeräte nahtlos angebunden werden. Jede Woche werden Norm-Berichte erstellt, die dem User per E-Mail zugesendet werden. Mit nur einem Blick – und ohne tiefes Fachwissen – kann jeder beurteilen, ob sämtliche für die Norm und Betriebssicherheit relevanten Werte innerhalb ihrer Grenzwerte liegen.
Darüber hinaus wird regelmäßig eine anschauliche Heatmap versendet, die einen umfassenden Überblick über alle relevanten Parameter der Netzqualität liefert. So behalten Sie stets den perfekten Überblick.
Sollte es zu Spannungseinbrüchen oder Unterbrechungen kommen, werden Sie umgehend per E-Mail benachrichtigt. Erst wenn einzelne Grenzwerte überschritten werden, erfordert dies ein tieferes Verständnis im Bereich der Power Quality. Keine Sorge, denn KBR verfügt seit Jahrzehnten über das benötigte Fachwissen. Unsere erfahrenen Power-Quality-Sachkundigen der VDE stehen Ihnen zur Verfügung, um die Messdaten kompetent zu bewerten und professionelle Messberichte zu erstellen. Zudem erarbeiten sie maßgeschneiderte Lösungen für Ihr individuelles Anliegen.
Vertrauen auch Sie auf unsere Expertise, um die Qualität Ihres Energienetz auf höchstem Niveau zu gewährleisten. Von der Messung über die Bewertung und Lösung – Alles aus einer Hand.