Ein aktiver Oberwellenfilter als Lösung für Oberschwingungsbelastung

Risiken vermindern und Sicherheit gewährleisten

Ein aktiver Oberwellenfilter kann als Lösung mehrerer Probleme bei der Stromqualität eingesetzt werden. Eine der häufigsten Anwendungen ist die Senkung der Oberschwingungsbelastung in elektrischen Anlagen. Ein aktiver Filter sorgt für sogenannten sauberen Strom. Durch die Senkung von Oberschwingungsströmen und der Verunreinigung wird das Risiko von Fehlfunktionen und Problemen deutlich verringert. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass ein aktiver Oberwellenfilter die Aufnahme von Blindleistung vermindert und eine längere Lebensdauer erreicht wird. Das führt zu Kosteneinsparungen.

Active harmonic filer module close-up

Vorteile durch die Installation eines aktiven Oberwellenfilters:

  • Vermeidung von Störungen und Geräteausfällen
  • Optimale Nutzung der verfügbaren Anlagenleistung
  • Verbesserung der Energieeffizienz
  • Sicherstellung von Zuverlässigkeit und dauerhafter Einsatzfähigkeit
  • Senkung von Instandhaltungs- und Wartungskosten
  • Vermeidung/Senkung unnötiger Energieverluste
  • Mehr Sicherheit durch Senkung des Brandrisikos
  • Kann so eingestellt werden, dass die Stromunsymmetrie zwischen den Phasen kompensiert werden, damit Spannungsunsymmetrien minimiert werden

Benefits of Cos Phi compensation with a capacitor bank

 

Anwendung

Das Aufkommen nichtlinearer Lasten, z. B. der Leistungselektronik, hat in den meisten Netzen die Nachfrage nach und den Bedarf an aktiven Oberschwingungsfiltern erhöht. Darüber hinaus wird ein aktiver Oberwellenfilter immer noch als geeignete Lösung für sehr spezielle Situationen verwendet. Dazu gehören große Energieanlagen, z. B. Anlagen mit Lichtbogenöfen, Induktionsöfen und/oder Schweißgeräten. In vielen dieser Installationen und bei Vorhandensein vieler nichtlinearer Lasten liegt eine mehr oder weniger starke Oberschwingungsbelastung vor. Um Probleme wie Fehlfunktionen, Geräteausfälle und manchmal sogar Brände zu vermeiden, ist es notwendig, Oberschwingungsströme zu vermindern. Ein aktiver Oberwellenfilter ist dafür eine gute Lösung.

Usage of Active Harmonic Filter

 

Wie entsteht Oberschwingungsbelastung?

Die Oberschwingungsverschmutzung ist in Spannung und Strom vorhanden. Oberschwingungsströme verursachen Oberschwingungsspannungen – und umgekehrt. Diese Harmonischen werden durch nichtlineare Lasten im Netz oder in der Anlage verursacht. Ein Beispiel für eine nichtlineare Last ist eine LED-Lampe. Je nach Stärke des Netzes und der Größe der Oberschwingungsströme wird die Spannung verzerrt, sodass sich die Spannungsqualität verschlechtert. Infolgedessen kann es zu Fehlfunktionen oder Ausfällen der angeschlossenen Geräte kommen. Außerdem können die Oberschwingungsströme Geräte und Kabel überlasten, was zu (Energie-)Verlusten und unnötiger Erwärmung von Kabeln und Komponenten führt. Das kann im schlimmsten Fall sogar zu einem Brand führen.
Der aktive Oberwellenfilter senkt die Risiken durch die Verminderung der Oberwellen.

 

Höchstens 5 % Oberschwingungsbelastung

Oberschwingungsbelastung in der Spannung stellt eine Bedrohung für die Zuverlässigkeit, Energieeffizienz und Sicherheit von Elektroinstallationen dar. Daher muss sichergestellt werden, dass die gesamte Oberschwingungsbelastung den Grenzwert des Grid Code (NEN-EN 50160) von 8 % nicht überschreitet. In einigen besonderen Situationen empfiehlt HyTEPS sogar eine Obergrenze von 5 %. Denken Sie an schwache Netzwerke wie Offshore-Anlagen oder kritische Bereiche wie Rechenzentren und Krankenhäuser.

Durch den Einbau eines richtig dimensionierten aktiven Oberwellenfilters vermindern Sie die Oberwellenbelastung und alle damit verbundenen Risiken.

 

Die Wirkung eines aktiven Oberwellenfilters

Ein aktiver Oberwellenfilter wird zur Verbesserung der Stromqualität eingesetzt, weil er in der Anlage vorhandene Oberschwingungsströme selbstständig erkennt und dynamisch filtert. Der aktive Oberwellenfilter kann den Oberschwingungsstrom, der durch die Anlage fließt, erkennen und diesen Oberschwingungsstrom direkt kompensieren. Die Erfassung dieser Oberschwingungsströme kann in der Spannungsversorgung einer einzelnen Last verursacht werden, die die Oberschwingungen erzeugt, oder in der Spannungsversorgung der gesamten elektrischen Anlage erfolgen.
Bei der Versorgung einer einzelnen Last kann der Filter seine gesamte Leistung auf diese spezifische Last richten und sicherstellen, dass die von diesem Gerät erzeugten Oberschwingungen kompensiert werden, bevor sie andere Teile der Installation erreichen können. Das ist in Situationen besonders nützlich, in denen ein großer Teil der Oberschwingungsbelastung durch ein einzelnes Gerät oder eine Gerätegruppe an einem einzelnen Unterverteiler erzeugt wird.
Wenn ein Filter an der Hauptstromversorgung angebracht wird, kann er allen in der Anlage vorhandenen Oberschwingungsströmen entgegenwirken, bevor sie den Transformator oder Generator erreichen. In diesem Fall können die vorhandenen Oberschwingungsströme jedoch durch einen größeren Teil der Elektroinstallation fließen. Die Filterung an der Hauptstromversorgung ist eine sehr nützliche Lösung, wenn viele kleine Geräte installiert sind, die zusammen eine große Menge an Oberschwingungsbelastung verursachen.

 

Zwei typische Merkmale

Sehr schnelle Reaktionszeit
Unsere Oberschwingungsfilter bieten eine sehr schnelle Ansprechzeit, sodass Oberschwingungsbelastungen und -störungen fast sofort erkannt und beseitigt werden, bevor es zu Schäden oder Probleme kommt.

Einstellbar und dynamisch
Die Art der Verschmutzung, für die der Filter verwendet werden soll, kann durch die Einstellung der entsprechenden Parameter bestimmt werden. Außerdem kann festgelegt werden, in welchem Umfang diese Verschmutzung beseitigt werden soll. Der aktive Oberwellenfilter ist dynamisch und passt sich ständig an veränderte Gegebenheiten an. Die im aktiven Oberwellenfilter eingestellten Parameter können auch zu einem späteren Zeitpunkt angepasst werden. Dadurch ist der Filter zukunftssicher und in der gesamten Lebensdauer wirksam. Die Verstellbarkeit ist ein wichtiger Unterschied zu einem eher statischen passiven Oberwellenfilter.

 

Parameters instellen Actief Harmonisch Filter

 

Das Ergebnis der Filterung von Oberschwingungsströmen

Ein Transformator oder Generator hat im Vergleich zum Rest der Anlage eine relativ hohe Impedanz, insbesondere für die höheren Frequenzen, aus denen Oberschwingungen bestehen. Wenn diese Oberschwingungsströme durch jede Impedanz fließen, erzeugen sie Oberschwingungsspannungen. Je höher die Impedanz ist, desto höher sind die Oberschwingungsspannungen. Diese Oberschwingungsspannungen – insbesondere wenn sie in der Hauptstromversorgung vorhanden sind – haben Zugang zur gesamten Installation und verursachen erhebliche Probleme, die auf der Seite Oberschwingungsbelastung erläutert werden.

Wenn die Oberschwingungsströme durch den aktiven Oberschwingungsfilter ausgebremst werden, können diese Ströme nicht mehr durch bestimmte Teile der Elektroinstallation fließen. Die Vermeidung von Oberschwingungsströmen durch den Transformator oder Generator ist besonders wichtig. Wenn die Oberschwingungsströme nicht mehr durch diese besonderen Bereiche mit einer relativ hohen Impedanz der elektrischen Installation fließen, werden die Oberschwingungsspannungen nicht mehr erzeugt und wird sich die Stromqualität erheblich verbessern. Um beste Filterergebnisse zu erzielen, sollte die Filterung mit dem aktiven Oberwellenfilter so nah wie möglich an der Quelle der Verunreinigung erfolgen.

Chart power and voltage WITHOUT Active Harmonic Filter

Grafik zu Strom und Spannung OHNE aktiven Oberwellenfilter

Chart power and voltage WITH Active Harmonic Filter

Grafik zu Strom und Spannung MIT aktivem Oberwellenfilter

 

Darum sollten Sie sich für einen aktiven Oberwellenfilter von HyTEPS entscheiden

Oberschwingungsbelastung ist eines der Merkmale schlechter Stromqualität. HyTEPS ist Experte für Stromqualität. Im Laufe der Jahre haben wir uns durch MessungenAnalysen und die Beseitigung äußerst komplexer Probleme bei der Stromqualität in unterschiedlichsten Anlagen und Bereichen umfassende Kenntnisse angeeignet und Erfahrungen gesammelt. Wir verfügen über das Wissen, die Erfahrungen und die Produkte, um die Oberschwingungsbelastung in jeder Installation zu vermindern.

Diese Vorteile bietet Ihnen HyTEPS:

  • Wir verfügen über langjährige Erfahrung und können daher mögliche Problemsituationen schnell vorhersehen
  • Durch Messungen, Analysen und Berechnungen erstellen wir den optimal geeigneten aktiven Oberwellenfilter Filter für Ihre Installation und Situation
  • Auf Wunsch bieten wir Ihrem Installateur Unterstützung bei der Installation
  • Die Inbetriebnahme samt der dazugehörigen Berichte wird komplett von unseren eigenen Ingenieuren übernommen
  • Wir bieten Inspektionen an, Wartung und Instandhaltung, um die ordnungsgemäße Funktion des aktiven Filters zu gewährleisten
  • Die Oberwellenkompensation lässt sich mit unseren Filtern von der 2. bis zu 50. Harmonischen einstellen
  • Jede spezifische Harmonische kann somit auf einen gewünschten Pegel kompensiert werden
  • Ein aktiver Oberwellenfilter von HyTEPS kann per MODBUS-Kommunikation über Ethernet fernausgelesen werden
  • Die Reaktionsgeschwindigkeit unserer Filter beträgt <300μs, sodass die schnellen Oberwellenschwankungen problemlos beseitigt werden
  • Schnelle Oberschwingungsschwankungen werden aufgrund der Reaktionsgeschwindigkeit problemlos beseitigt
  • Die Einstellungen des aktiven Filters lassen sich einfach ändern und überwachen
  • Bei einer wechselnden Belastung kann der Filter leicht entsprechend eingestellt werden

HyTEPS bietet Ihnen die optimale Lösung

 

Wir bieten Ihnen das Wissen und die Erfahrung, um Sie über die richtige Lösung zu beraten, sie zu implementieren und instand zu halten. Durch Messungen und Analysen erhalten wir Einblick in die Anlage, die Last(en) und die Oberschwingungsbelastung. Auf der Grundlage dieser Informationen empfehlen wir die optimale Lösung: einen aktiven oder passiven Oberwellenfilter. Alle von uns gelieferten Oberwellenfilter stammen von renommierten Herstellern mit einer ausgezeichneten Abteilung für Forschung, Entwicklung und Technik. Auf diese Weise sind die hochwertigen Filter ständig auf die Veränderungen in der Gesellschaft abgestimmt und mit den neuesten wissenschaftlichen Entwicklungen ausgerüstet.

Ask an Power Quality Expert