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Frequenzspektrum der Spannung von DC bis 20 kHz in einem öffentlichen Netz Zu erkennen sind Harmonische sowie Supraharmonische, welche in diesem Fall durch einen Frequenzumrichter geregelten Antrieb erzeugt wurden, die größten Pegel liegen hier bei 10 kHz mit ca. 1,8 V. Quelle: J. Blum
Elektrosicherheit | Messen und Prüfen | Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)

Aus dem Facharchiv: Elektropraxis

Netzrückwirkungen im höheren Frequenzbereich

04.01.2024

Die heutigen Geräte und Betriebsmittel wie Schaltnetzteile, Frequenzumrichter geregelte Antriebe, Ladeeinrichtungen für E-Mobile oder LED Beleuchtungen, arbeiten intern mit hohen Taktfrequenzen, um Leistungen effizient zu regeln. Diese können sowohl zu leitungsgebundenen als auch zu feldgebundenen (eingekoppelten) Beeinflussungen im Energienetz führen.

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Um die Energie effizienter nutzen zu können und so Kosten zu sparen, steuern wir heute vieles über Leistungselektronik (Bild 1). So tauscht man einen Asynchronmotor häufig gegen einen per Frequenzumrichter geregelten Antrieb aus oder ein Gerät erhält ein Schaltnetzteil anstelle eines Transformators.

Der Wandel in der Energietechnik

Die neue Gerätetechnik bezieht in der Regel im Gegensatz zur alten Technik keinen sinusförmigen Strom mehr aus dem Netz. Power- Quality-Messgeräte zerlegen diesen Strom in das Spektrum aller Frequenzen. In der Netzqualitätsmessung unterteilen wir heute Netzrückwirkungen in Harmonische, Zwischenharmonische und neuerdings in Supraharmonische.

Wir definieren Harmonische als Vielfache der Grundschwingung (Beispiel 250 Hz = 5. Harmonische bei einer 50-Hz-Grundschwingung). Liegen Frequenzen zwischen zwei ganzzahligen Vielfachen der Grundschwingung, so bezeichnen wir diese als Zwischen- oder Interharmonische. In der Power Quality Messtechnik sowie in den Normen fasst man in der Regel alle Interharmonischen von einem Bereich zu einem Wert zusammen (Beispiel: alle Frequenzen zwischen > 200 Hz und < 250 Hz gehen in die 4. Interharmonische ein).

Hohe Frequenzen größer 2,5 kHz bis 150 kHz benennt man häufig als Supraharmonische. Ach ja, Subharmonische gäbe es auch noch. Das sind Frequenzen kleiner der Grundschwingung, welche häufig zu einem Flickerproblem führen können.

Das Bild zeigt ein Frequenzspektrum der Spannung von DC bis 20 kHz in einem öffentlichen Netz. Zu erkennen sind Harmonische sowie Supraharmonische, welche in diesem Fall durch einen per Frequenzumrichter geregelten Antrieb erzeugt wurden. Die größten Pegel liegen hier bei 10 kHz mit etwa 1,8 V.


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