Sie erweitern Ihre Elektroinstallation mit frequenzgeregelten Antrieben, Ladestationen oder PV-Anlagen. Oder Sie erleben unerklärliche Störungen, bei denen Sicherungen auslösen und Kondensatorbatterien ausfallen. In beiden Fällen ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass Oberschwingungsverschmutzungen in Ihrem Netz mit der vorhandenen Netzimpedanz kollidieren. Das Ergebnis? Resonanz.
Eine Elektroinstallation ist niemals statisch. Jeder Meter Kabel und jeder Transformator beeinflusst die Impedanz. Wenn Sie diesen frequenzabhängigen Widerstand nicht kennen, sind Sie bei Ihren Anpassungen aufgeschmissen. Ein Impedanz-Scan (oder eine Netzimpedanzmessung) liefert Ihnen die harten Daten, die Sie für die Gewährleistung der Betriebssicherheit benötigen. HyTEPS analysiert die komplexe Wechselwirkung zwischen Kapazität und Induktivität in Ihrem Netz, so dass Sie genau wissen, wo die Gefahrenzonen liegen.
Was: Eine Messung oder Simulation, die den Widerstand Ihres Netzes über ein breites Frequenzspektrum abbildet.
Risiko: Ohne dieses Verständnis können Oberschwingungen gefährliche Spannungsüberhöhungen (Resonanz) verursachen.
Ergebnis: Ein klarer Bericht mit Resonanzpunkten und Ratschlägen für Filter oder Anpassungen.
Maßnahme: Erforderlich bei Erweiterungen oder falsch verstandenem Komponentenausfall.
Um zu verstehen, was ein Impedanz-Scan ist, müssen wir uns zunächst die Definition der Impedanz ansehen. Im Grunde ist dies der Gesamtwiderstand, den ein Strom in Ihrer Anlage erfährt. In Bezug auf die Netzqualität betrachten wir jedoch nicht nur den Widerstand bei 50 Hz (der Grundfrequenz), sondern das Verhalten Ihres Netzes über ein breites Spektrum, zum Beispiel bis zur 50.
Ein Impedanz-Scan stellt den Verlauf dieses Widerstands in Form einer Grafik dar. Ihre Anlage besteht aus induktiven Komponenten (Transformatoren, Motoren, lange Kabel) und kapazitiven Komponenten (lange Kabel, Kondensatoren, EMV-Filter). Diese Komponenten reagieren unterschiedlich auf verschiedene Frequenzen:
Bei bestimmten Frequenzen können die beiden sich gegenseitig stören oder verstärken. Der Impedanz-Scan macht diese Wechselwirkungen sichtbar. Es handelt sich dabei um eine "Röntgenaufnahme" der elektrischen Eigenschaften Ihres Netzes, unabhängig von dem gerade fließenden Strom. Er zeigt Ihnen, wie Ihre Anlage reagiert, wenn Oberschwingungsströme einfließen.
Ein Spannungseinbruch oder Spannungsabfall ist technisch in der europäischen Norm EN 50160 definiert. Von einem Einbruch spricht man, wenn die Spannung plötzlich auf einen Wert zwischen 90 % und 1 % der vereinbarten Nennspannung abfällt, gefolgt von einer schnellen Erholung auf das normale Niveau.
Der Hauptzweck eines Impedanz-Scans besteht darin, Resonanzstellen zu identifizieren. Resonanz tritt auf, wenn der induktive Blindwiderstand(XL) und der kapazitive Blindwiderstand (XC) Ihres Netzes bei einer bestimmten Frequenz gleich groß sind. An diesem Schnittpunkt tritt eine so genannte Parallelresonanz auf.
Bei Parallelresonanz ist die Netzimpedanz für diese bestimmte Frequenz extrem hoch. Wenn ein Gerät in Ihrer Anlage (z. B. ein LED-Treiber oder ein Frequenzumrichter) zufällig Oberschwingungsströme bei genau dieser Frequenz erzeugt, kann der Strom nirgendwo hinfließen. Nach dem Ohm'schen Gesetz (U = I x Z) erzeugt ein kleiner Strom (I) bei einer sehr hohen Impedanz (Z) einen großen Spannungshub (U).
Die Folgen unentdeckter Resonanz:
Ein Impedanz-Scan verhindert, dass Sie von diesen physikalischen Gesetzen überrascht werden. Er ermöglicht es Ihnen, proaktiv Maßnahmen zu ergreifen, anstatt Schäden im Nachhinein zu reparieren.
Bei HyTEPS gehen wir auf zwei Arten an die Impedanz Ihres Netzes heran, abhängig von der Phase Ihres Projekts (bestehende oder neue Anlage).
1. Physikalische Messung (Online-Messung) In bestehenden Situationen platzieren unsere Ingenieure hochentwickelte Messgeräte an strategischen Punkten, oft an der Hauptverteilung oder bestimmten Unterverteilungen. Wir messen nicht nur die vorhandene Spannung und den Strom, sondern analysieren auch die Reaktion des Netzes auf Schaltvorgänge oder die Einspeisung bestimmter Signale. So erhalten wir ein aktuelles Bild der aktuellen Situation. Wir überprüfen, ob die theoretischen Modelle mit der Realität übereinstimmen.
2. Simulation und Modellierung Oft reicht eine Messung allein nicht aus. Schließlich wollen Sie wissen, was passiert, nachdem Sie die neue Produktionslinie installiert haben. Deshalb bauen wir Ihre Anlage in einer speziellen Simulationssoftware nach (z. B. Vision oder spezielle Power Quality Tools). Darin geben wir die Parameter von:
Bei diesem Modell führen wir einen "Frequenz-Sweep" durch. Die Software berechnet die Impedanz für jede Frequenz (z. B. 50 Hz bis 2500 Hz). Daraus ergibt sich ein Diagramm mit Spitzen (Parallelresonanz) und Tälern (Serienresonanz). Indem wir Ihre neuen Geräte virtuell hinzufügen, sehen wir sofort, ob gefährliche Verschiebungen der Resonanzpunkte auftreten.
Ein Impedanz-Scan ist keine normale Wartungsarbeit, sondern eine spezielle Diagnose. Es gibt bestimmte Momente im Lebenszyklus einer Anlage, in denen diese Analyse für die Betriebssicherheit entscheidend ist.
Typische Situationen für Betriebsleiter und Ingenieure:
Kontext: Ein großer Hersteller in der Kunststoffindustrie ersetzte herkömmliche Motoren durch energieeffiziente drehzahlvariable Antriebe. Zugleich wurde die Produktionskapazität erweitert.
Problem: Wöchentlich fielen einzelne Produktionslinien aus. Die Hauptmaschine löste nicht aus, aber die lokalen Steuerungen stürzten ab. Darüber hinaus brannten die Drosseln der vorhandenen Kondensatorbank durch. Der Hausinstallateur konnte keine direkte Ursache finden; die Ströme waren nominell innerhalb der Grenzwerte.
Vorgehensweise: HyTEPS führte eine Netzanalyse und Impedanzsimulation durch. Der Scan zeigte, dass die neuen Wechselrichter Oberschwingungen um 350 Hz (7. Harmonische) erzeugten. Die Impedanzkurve des Netzes zeigte eine hohe Spitze (Parallelresonanz) genau bei dieser Frequenz, die durch die Kombination aus dem Transformator und den ungeteilten Kondensatoren verursacht wurde.
Ergebnis: Durch den Austausch der Kondensatorbatterie durch eine 'verstimmte' (gedämpfte) Variante wurde der Resonanzpunkt auf eine sichere Frequenz (189 Hz) verschoben. Die Oberschwingungsströme wurden nicht mehr verstärkt. Der Ausfall wurde sofort gestoppt, und die Produktion läuft seither störungsfrei.
In der Praxis stellen unsere Ingenieure regelmäßig fest, dass Risiken unterschätzt oder falsche Annahmen getroffen werden.
Möchten Sie sicherstellen, dass Ihre Anlage frei von gefährlichen Resonanzen ist? Folgen Sie diesem Fahrplan.
Nicht jede Störung erfordert externe Hilfe. In den folgenden Situationen ist es jedoch ratsam, mit einem Ingenieur von HyTEPS zu sprechen:
Unsere Ingenieure schauen nicht nur auf den Zähler, sondern analysieren den gesamten elektrischen Kontext Ihrer Anlage, vom Transformator bis zum Endverbraucher.
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Oberschwingungen: Wie die Verschmutzung durch nichtlineare Lasten Ihre Anlage bedroht.
Transienten: Über kurze, zerstörerische Spannungsspitzen.
Flicker: Über schnelle Spannungsschwankungen und störendes Lichtflimmern.
Messung der Stromqualität: Wie wir den Zustand Ihrer Anlage erfassen.
Setzen Sie die Betriebssicherheit Ihrer Anlage nicht aufs Spiel. Ganz gleich, ob Sie expandieren oder mit vagen Fehlern zu kämpfen haben, ein Impedanz-Scan liefert die endgültige Antwort. Unsere Ingenieure sind bereit, Ihr Netz zu überprüfen. Besprechen Sie Ihre Situation noch heute mit HyTEPS.
HyTEPS
Beemdstraat 3
5653 MA Eindhoven
