Die meisten netzbedingten Probleme sind nicht auf den Energieversorger zurückzuführen. In der Wirklichkeit sind ca. 85 % der Netzqualitätsstörungen von den Anlagenbetreibern verursacht, also hausgemacht.
Der Energieversorger kann durch das Zu- bzw. Abschalten von größeren Lasten unter Umständen für Spannungsänderungen (Unter- bzw. Überspannung) oder zu Frequenzschwankungen im dynamischen Netz sorgen. Diese Netzrückwirkungen setzen sich dann im gesamten Netz fort und beeinflussen die Funktionsweise von sensiblen Geräten (z.B. Gleichrichter, Netzwerken oder SPS-Anlagen).
Die Störungen werden von den Betreibern durch Oberschwingungen von nichtlinearen Verbrauchern (Thyristoren, IGBT´s und Varistoren) verursacht. Diese Komponenten werden u.a. in Gleichstromversorgungen (Netzteilen), Computern, elektronischen Vorschaltgeräten und Dimmern sowie in Stromrichtern und Frequenzumrichtern in Motorantrieben mit regelbarer Drehzahl verbaut. Die moderne Elektronik arbeitet mit Kleinspannung. Dabei wird der eingehende Wechselstrom zunächst über einen Brückengleichrichter gleichgerichtet und mittels Glättungskondensator ausgeglättet.
Der Strom, den diese Betreiber aufnehmen, ist pulsförmig. Dies kommt von der stoßartig erfolgenden Aufladung des Glättungskondensators hinter dem Gleichrichter. Durch die stoßartige Aufladung wird der Strom in seiner Form verändert, er ist nicht mehr rein sinusförmig, sondern mit Oberschwingungsströmen überlagert. Die Folge für den Betreiber ist nun, dass der Verbraucherstrom dem Netz nicht mehr sinusförmig entnommen werden kann.
Da die Frequenzen von Spannung und Strom über die Netzimpedanz verknüpft sind, erzeugen sie Stromverzerrungen sowie Spannungsverzerrungen an den Klemmen und umgekehrt. Ist der Strom an linearen Verbrauchern nicht verzerrt, also sinusförmig, und weist die Spannung eine andere Form auf, also nicht sinusförmig, so nimmt der Strom an den Netzklemmen auch eine nichtsinusförmige Form an. quelle: Gossen Metrawatt GmbH
In nachfolgender Tabelle sind die Phänomene und ihre Ursachen beschrieben.
Phänome | Hauptursache | Begrenzbar durch |
Versorger | Verbraucher |
Frequenzschwankungen | Laständerungen,
Verlust von Erzeugung | ja | nein |
LangsameSpannungs-
änderungen | Laständerungen | ja | nein |
Schnelle Spannungs-
änderungen / Flicker | Schaltungen,
spezielle Lasten | nein | ja |
Spannungsunsymmetrie | unsymmetrische
Belastung der Phasen | teilweise | ja |
Oberschwingungen und
Zwischenharmonische | Spezielle Geräte | teilweise | ja |
Signalspannungen | Informationsübertragung | ja | ja |
Gleichströme- oder
spannungen | Spezielle Geräte
(Einweggleichrichter) | nein | ja |
Spannungseinbrüche und
-unterbrechungen | Fehler im Versorger-,
Verbrauchersnetz
(Kurzschlüsse, Unterbrechungen | nein | nein |
Zeitweilige Überspannung | Fehler im Verbrauchernetz
Resonanzen im Netz | nein / teilweise | teilweise / ja |
Transiente Überspannung | Blitzeinschläge, Schaltvorgänge | nein | nein |
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