Saubere Netze durch vielfältige Analysemöglichkeiten
Mit Hilfe von Oberschwingungssimulationen können die Pegel von Spannungs- und Stromoberschwingungen sowie die Resonanzstellen im untersuchten Netz ermittelt werden. Es können zum einen Bestandsnetze simuliert werden, z.B. um Störungen aus der Vergangenheit aufzuklären. Zum anderen können auch zukünftige Netzkonstellationen simuliert werden, um Aussagen über die Auswirkungen bestimmter Umbau- oder Erweiterungsmaßnahmen zu erhalten. Weiterhin kann dann mit NEPLAN eine Optimierung vorgenommen werden, z.B. durch ein spezielles Filterdesign, die Auswahl einer bestimmten Vektorgruppe bei Stromrichtertransformatoren oder die Konfiguration des leistungselektronischen Verbrauchers selbst.
Anwendungsbeispiel
In der unten stehenden Grafik sind die Analyseergebnisse für einen typischen Anwendungsfall, dem Ausfall einer Kompensationsanlage im 400V-Netz, darstellt. Im Diagramm oben links ist die berechnete Netzimpedanz dargestellt. Deutlich ist die Parallelresonanz zu sehen, die sich im Bereich unterhalb der 5. Harmonischen ausgebildet hat. Rechts oben sind die resultierenden Spannungen zu sehen.
Die zulässigen Grenzwerte für die 5. Spannungsharmonische nach EN 61000-2-4 Klasse 2 sind deutlich überschritten. Aber auch die zulässige Gesamtverzerrung der Spannung ist mit 9,14% deutlich überschritten. Die der Simulation zugrunde gelegten Oberschwingungsströme wurden über Messungen ermittelt. Das Muster entspricht im Wesentlichen dem Muster entsprechend der Stromrichtertheorie. Eine Störung der leistungselektronischen Verbraucher kann also ausgeschlossen werden und der Ausfall der Kompensationsanlage ist somit auf die Parallelresonanz zurückzuführen. Die Kompensationsanlage kann nicht wie geplant in Betrieb genommen werden. Abhilfe würde in diesem Fall eine Verdrosselung der Kompensationsanlage bieten. Der erforderliche Kompensationsgrad, bei dem keine Störungen mehr zu erwarten sind, kann nun mit Hilfe weiterer Simulationen ermittelt werden.
