Oberschwingungsfilter

Verbesserung der Netzqualität, Energieeinsparung und Stabilisierung der Netzspannung

Die stetig ansteigende Anzahl nichtlinearer Verbraucher in unseren Stromnetzen verursacht eine zunehmende "Netzverschmutzung". Man spricht auch von Netz-rückwirkungen, ähnlich wie wir es aus der Umwelt bei der Wasser– und Luftverschmutzung kennen. Generatoren produzieren im Idealfall einen reinen, sinusförmigen Strom an den Abgangsklemmen. Diese sinusförmige Spannungsform wird als ideale Wechselspannungsform betrachtet, jegliche Abweichung davon wird als Netzstörung bezeichnet. Mehr und mehr Verbraucher entnehmen dem Netz einen nichtsinusförmigen Strom. Die FFT-Fast-Fourier-Transformation dieser "verschmutzten" Stromformen ergibt ein breites Spektrum an Oberschwingungsfrequenzen – üblicherweise auch als Oberschwingungen bezeichnet.

Oberschwingungen sind für elektrische Netze schädlich, bisweilen sogar gefährlich und angeschlossene Verbraucher leiden darunter. Ähnlich wie verschmutztes Wasser ungesund für unseren menschlichen Körper ist. Es kommt zur Überlastung, reduzierter Lebensdauer und unter Umständen sogar Frühausfällen von elektrischen und elektronischen Verbrauchern. Oberschwingungsbelastungen sind die Hauptursache für unsichtbare Energiequalitätsprobleme mit enormen Kosten für Instandsetzung und Investitionen für den Ersatz von defekten Geräten. Unzulässige hohe Netzrückwirkungen und daraus resultierende schlechte Netzqualität können darüber hinaus zu Problemen in Fertigungsprozessen bis hin zu Fertigungs-stillständen führen.

Impedanzgang einer 7% Verdrosselung (bei 50 Hz Netzen)

Saugkreise – abgestimmte passive Oberschwingungsfilter

In speziellen Fällen, wie z.B. schwachen (niedrige Kurzschlussleistung) Netzen und hohen Oberschwingungs-belastungen (z.B. bei DC-Antrieben oder Skilift), oder in Fällen wo die Energieversorgungsunternehmen oder kritische Produktionsprozesse besonders hohe Anforderungen an niedrige THD-U Werte stellen, d.h. höchste Anforderungen an eine "saubere" Stromqualität (z. B. Rechenzentren, Halbleiterindustrie, lange Prozessketten …), kann es nötig sein, dass eine stärkere Oberschwingungsreduzierung benötigt wird, als dies herkömmliche verdrosselte BLK-Anlagen(verstimmte OS-Filter) leisten können.

In solchen Fällen können Saugkreise eine Lösung darstellen. Saugkreise werden auf die zu kompensierenden Ober-schwingungsströme abgestimmt(üblicherweise 5te, 7te und 11te OS) und stellen für diese Ströme mit den entsprechenden Frequenzen eine sehr niedrige Impedanz dar.

Konsequenterweise werden diese Ströme "abgesaugt" – das Netz wird von den schädlichen Oberschwingungsströmen bereinigt. Saugkreise sind kundenspezifische Lösungen und werden in der Regel nach umfangreicheren Netzanalysen individuell ausgelegt.

Durch eine Netzoptimierung mit Oberschwingungsfilter ergeben sich folgende Vorteile:

  • Reduzierung der Stromrechnung durch Eliminierung von Blindleistung
  • Senkung der Stromrechnung durch reduzierte kWh-Verluste
  • Vermeidung von Resonanzproblemen und erheblichen Sicherheitsrisiken
  • Verbesserung der allgemeinen Netzqualität (Senkung des THD-U)
  • Stabilisierung der Netzspannung
  • Einsparungen bei Instandhaltungskosten
  • Verschiebung oder Einsparung von Neuinvestitionen durch verbesserte Auslastung von Energieverteilungs-anlagen und -einrichtungen