Erfassung und Bewertung der elektrischen Netzqualität
Eine hohe Qualität der Spannung sorgt für Betriebssicherheit. Gerade moderne Produktionsprozesse mit ihren leistungselektronischen Antrieben und Steuerungen sind auf eine hohe Qualität der Spannungsversorgung angewiesen. Diese ermöglichen erhebliche Energieeinsparungen, optimieren Prozesse und steigern die Produktivität. Leider verschlechtern diese aber auch die Spannungsqualität aufgrund ihrer Lastcharakteristik. Hierzu ist sowohl eine genaue Planung im Vorfeld als auch eine qualifizierte Störungs- und Fehlersuche bei Problemen erforderlich.
Rohstoff elektrische Energie
Ein meist nicht ausreichend beachtetes Rohmaterial ist die elektrische Energieversorgung. Dabei ist diese doch maßgeblich für einen stabilen und störungsfreien Maschinenbetrieb. Die primäre Wirkung elektrischer Energie ist im Allgemeinen nicht sichtbar und wenn doch, stets unerwünscht. Erfahrene Elektrofachkräfte bestätigen gern: „Wenn man Strom sehen, hören und/oder riechen kann, wird es meist teuer.“
Solange diese Effekte nicht eintreten, bleibt die Qualität der elektrischen Energieversorgung in den meisten Firmen, vielleicht abgesehen vom Energieverbrauch, unbeachtet. Im Nachhinein stellt sich dies manchmal jedoch als folgenschwerer Fehler heraus.
Hintergründe
Um Abweichungen von der ursprünglichen Form, dem Sinus, zu klassifizieren, kommt ein mathematisches Verfahren, die so genannte Fouriertransformation nach Jean Baptiste Joseph Fourier (1768 bis 1830), zum Einsatz. Dieses Verfahren liefert als Ergebnis die sogenannten Harmonischen, oder auch Oberschwingungen. Sinn und Zweck dieser aufwendigen Rechenoperation ist die Möglichkeit, eine Aussage treffen zu können, wie sich Kombinationen aus unterschiedlichen Betriebsmitteln mit verschieden verzerrten Stromaufnahmen verhalten. Darüber hinaus kann auch eine Aussage über die Rückwirkung des verzerrten Stromes auf die Spannung gemacht werden. Ab diesem Punkt wird es interessant. Denn diese Beeinträchtigung bekommen alle Betriebsmittel im Netz zu spüren, Rückwirkungen im Strom betreffen nur das erzeugende Gerät selbst und die Übertragungsmedien wie Zuleitungen, Transformatoren und Schutzorgane. Die Rückwirkungen auf die Spannung wirken nicht nur in der Ebene, in der sie erzeugt werden, sondern übertragen sich auch in über- und untergelagerte Ebenen. Aus diesem Grund sind in der Normung für unterschiedlichste Netzrückwirkungen verschiedene Grenzwerte bzw. Verträglichkeitspegel spezifiziert.
Anwendung
Werden nun an einem bestimmten Punkt im Netz Überschreitungen der Grenzpegel ermittelt, stellt sich die Frage nach dem Verursacher. Gibt es am Verknüpfungspunkt mehrere Anschlussnehmer, ist eine Beurteilung jedes einzelnen durchzuführen. Der Bezug für die Größe der zulässigen Störpegel in der Stromaufnahme beruht auf dem Verhältnis Anschluss- zu Netzkurzschlussleistung am Einspeisepunkt. Richtigerweise sollte eine Beurteilung und Auslegung eventuell nötiger Kompensationsmaßnahmen bereits in der Planungsphase der Anlage durchgeführt und berücksichtigt werden. Dies ist sowohl für die Betriebssicherheit der eigenen Anlage als auch gegenüber dem Netzbetreiber erforderlich.
Ansprechpartner
Um Verzögerungen und nachträgliche unkalkulierte Zusatzkosten zu verhindern sind bei der Planung von Neuanlagen und Anlagenerweiterungen Experten mit ausreichendem Fachwissen gefragt. Die KBR Kollegen aus der PQ-Abteilung sind ausgebildete „Power Quality Sachkundigen (VDE)“
Zusammenfassung –
Erfassung und Bewertung der elektrischen Netzqualität lohnt sich
Eine Erfassung und Bewertung der elektrischen Netzqualität lohnt sich mit Blick auf die Betriebssicherheit in jedem Fall. Selbst wenn der Energieversorger nicht mit Abschaltung droht, können zunächst nicht erklärbare Störungen oder gar Schäden an bestimmten Betriebsmitteln aufgeklärt und mit dem Auftreten bestimmter Netzparameter verbunden werden. Sobald der Grund bekannt ist, findet sich auch eine Lösung.
Und wenn das Ergebnis ein sauberes Netz ist, kann die gern getroffene Aussage von Maschinenherstellern bei Störungen „Sie haben Oberschwingungen in Ihrem Netz, das hat mit unserer Maschine gar nichts zu tun“ entkräftet werden.
