Kleine Oberschwingungs-Harmonielehre
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3. harmonische Oberschwingung
Charakteristik: Die durch 3 teilbaren Harmonischen (3., 9., 15. usw.) entstehen durch unsymmetrische Lasten und einphasige Oberschwingungserzeuger wie Bürogebäude, Krankenhäuser, Softwarehäuser, Banken oder Betriebe mit zweiphasigen Schweißanlagen.
Auswirkungen: Speziell Oberschwingungen der 3. Ordnung addieren sich, aufgrund ihrer Charakteristik, im Neutralleiter und sorgen für thermische Belastungen dieser und benachbarter Leitungen. Dies kann Kurzschlüsse und Brände verursachen und bildet somit eine Gefahr für Leib und Leben.
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5., 7., 11. harmonische Oberschwingung
Charakteristik: Die nicht durch 3 teilbaren Harmonischen (5., 7., 11., 13. usw.) entstehen durch dreiphasige Oberschwingungserzeuger wie z.B. 6- bzw. 12-pulsige Frequenzumrichter, Stromrichter (für Gleichstromantriebe), Wechselrichter (z.B. von Photovoltaikanlagen), Lichtbogen- und Induktionsöfen, dreiphasigen Schweißanlagen oder einer sehr großen Anzahl von Schaltnetzteilen in einem Netzbereich.
Auswirkungen: Oberschwingungen dieser Ordnungen erhöhen insgesamt den Gesamtstrom und beanspruchen das Gesamtnetz und die daran angeschlossenen Betriebsmittel, ohne eine effektiv am Verbraucher wirksame Leistung zu bewirken. Sie führen zu Eisenverlusten in Transformatoren und Motoren. Die Folgen sind ein schlechter Wirkungsgrad, eine Überhitzung der Komponenten, erhöhte Brandgefahr und führen – durch den unnötig hohen Energieverbrauch – zu einer merklich schlechteren CO2-Bilanz. Oberschwingungen verursachen Pendelmomente in Motoren und Überspannungen, sie beeinflussen die Abschaltcharakteristik von Schutzschaltern und führen zu ungeplanten Fehlauslösungen. In Summe folgen dadurch Netznormverletzungen in Kombination mit dem Wegfall von Gewährleistungsansprüchen gegenüber Maschinenherstellern, Ausfall von Steuerungen, reduzierte Lebensdauer von Geräten und Anlagen, erhöhte Geräuschemission von Transformatoren und Verbrauchern, erhöhte Verlustleistungen und somit Temperaturerhöhungen an elektrischen Übertragungseinrichtungen wie Leitungen und Transformatoren.
Verzerrte Sinusschwingung durch Harmonische
Charakteristik: Durch die Überlagerung sinusförmiger Wellen unterschiedlicher Frequenzen und Amplituden wird eine verzerrte, destabilisierte Spannung hervorgerufen (siehe linke Abbildungen). Dieses ist nur ein Beispiel, um zu visualisieren, wie die einzelnen Ordnungen auf die anliegende Wechselspannung wirken.
Auswirkungen: Auch wenn dieses ein, speziell zur Oberschwingungsthematik, rein visuell aufbereitetes Beispiel ist, sehen unsere Elektroingenieure fast täglich sehr ähnliche Spannungsverzerrungen in den unterschiedlichsten industriellen Realnetzen.
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Sollte Ihre Energieversorgung durch, die zuvor beschriebenen Auswirkungen, harmonischer Spannungsverzerrungen belastet sein, wenden Sie sich umgehend an unsere Power Quality-Spezialisten oder wählen Sie eine der folgenden Lösungen, um stetig die bestmögliche Spannungsversorgung zu gewährleisten: