Stichwort "Versautes Netz"

Kurz gesagt: Nicht alle Ströme sind reine schöne Sinuswellen. Es gibt viele Schaltungen, die ein "Eigenleben" haben und das wird immer häufiger. Reine Sinuswellen, die man mathematisch genau berechnen kann, werden mit sogenannten "Oberwellen verseucht". Wie sieht das nun aus?

Oberwellen zum Anschauen

Verdrosselte Kondensatoren

In diesem Gebiet spricht man auch von "stark verstimmten Filtern".

Die Reihenschaltung von XL und XC stellt einen sogenannten Reihenschwingkreis mit einer Resonanzfrequenz \(f_r\) dar.

\(f_r = \frac{1}{ \sqrt{L \cdot C} } \) Die Schaltung arbeitet hier als Filter.

Grundregeln

1. Anteil der Oberschwingungserzeuger >20% der Anschlussleistung einer Kundenanlage
2. Schutz der Kondensatoren vor zu hohen Oberschwingungsströmen
3. Verdrosselungsgrad \(p = \frac{Q_L}{ Q_C } \cdot 100\) % = \( \frac{X_L}{ X_C } \cdot 100 \) %
4. \(f_r < 250Hz \) wobei gilt: \(f_r = \frac{f_N}{ \sqrt{p} } \)
5. für Netze mit TF-Rundsteuerungsanlagen gilt: \(p = { ( \frac{f_N}{ f_r } ) } ^2 \) also bei \(f_r = 250Hz \) ergibt sich \(p = { ( \frac{50 Hz}{ 250 Hz } ) } ^ 2 = 0,04 \) das sind 4%
   Die Tabelle zeigt deutlich das Maß der "Verstimmung", d.h. wie weit \(p\) von \(f_r\) entfernt liegen soll:

   Tonfrequenz \( f_T \)	Verdrosselungsgrad \( p \)
   > 350 Hz	> 5%
   350 bis 250 Hz	> 7%
   > 250 Hz	> 14% (ev. mit Sperrkreis)

6. erforderlich bei Anschlussleistung > 10 kvar
   
   1. \(p = 2 - 3 \)% ist keine ausreichende Serre
   2. \(p = 4 \)% gefährdet L und C
   3. \(p > 4 \)% ist ausreichend

TF-Sperren

Bei der Verwendung einer TF-Sperre ist ein Verdrosselungsgrad von \(p = 0.5 - 1 \)% ausreichend. Vorteile der Verwendung liegen auf der Hand: kleinere Spulen geringere Spannungserhöhung am Kondensator

Zahlenspiel

Handbuch der Kompensation

Auszug aus "Handbuch der Kompensation" (Schrack)

7 und 8% Verdrosselung

Kompensationsanlagen mit 7% verdrosselt haben sich für die meisten Industrieanwendungen bestens bewährt. Die Resonanzfrequenz liegt optimal, um Industrieoberschwingungen (im Wesentlichen 5. und 7. Harmonische) abzusaugen, bietet gleichzeitig aber genügend Abstand, um nicht überlastet zu werden. Für annähernd symmetrisch belastete Industrienetze mit normalen Oberschwingungspegeln und Rundsteuerfrequenzen oberhalb 228 Hz die ideale Lösung! Die Verdrosselung mit 8% ist eine Variante für Netze mit 216,67 Hz Rundsteuerfrequenz.