Energietechnik 1 | 17

Beulendoktor für den Sinus

Aktivfilter bei Netzstörungen

Eine Beule in der Sinuskurve? Klingt harmlos, ist es aber nicht. Das zeigt das Beispiel Jadrolinija; dies ist eine der größten Fährgesellschaften der Adria. Auf einem ihrer Schiffe wirkten sich genau solche Beulen, also Verzerrungen im Bordnetz, zunehmend negativ auf die Betriebsmittel und die Sicherheit aus: Kontrollsysteme waren beschädigt sowie Leistungsschalter und Umrichter defekt. Hohe Oberwellenanteile und eine nicht ausreichende Blindleistungskompensation verursachten eine hohe Geräuschbelastung. Die Lösung war einfach: Die Fährgesellschaft ließ sich von ABB einen Aktivfilter aus der Power-Quality-Filter-Reihe (PQF) einbauen. Damit verlängerte sich die Lebensdauer der elektrischen Installation. Der positive Nebeneffekt: Bereits im ersten Jahr nach dem Einbau verbrauchte das Schiff 18.000 l weniger Treibstoff.

Insbesondere isolierte, räumlich eng begrenzte Inselnetze, wie sie auf Schiffen oder in Krankenhäusern im Einsatz sind, absorbieren und dämpfen Störungen nur in geringem Maße. Wichtig ist dort eine hohe Spannungsqualität. Zu ihr trägt neben einer kontinuierlichen Spannungsversorgung ohne Überspannungen und einem hohem Wirkleistungsanteil (cos) vor allem ein sauberer, sinusförmiger Verlauf von Strom und Spannung mit konstanter Frequenz bei.

Anteil nichtlinearer Elemente steigt

Der sinusförmige Verlauf ist ein Idealzustand, der durch lineare Lasten, etwa durch Transformatoren und Leitungen, nicht beeinflusst wird. Der Anteil der nichtlinearen Elemente steigt jedoch sowohl bei Verbrauchern als auch bei Erzeugern stetig, beispielsweise durch moderne Computernetzteile, die die Spannung regelrecht zerhacken, oder durch Solaranlagen, deren Gleichstrom-Wechselrichter die Spannung vor der Einspeisung auf Netzfrequenz umformen müssen. „Die Effekte dieser nichtlinearen Quellen und Verbraucher beeinflussen den Sinusverlauf, verformen, ja, verbeulen ihn regelrecht“, sagt Nils Fröhmer, Vertrieb Power Quality bei ABB. „Technisch spricht man von harmonischen Oberwellen, die als Vielfache der Grundfrequenz das Netz verunreinigen und damit den störungsfreien Betrieb beeinträchtigen.“ Abhilfe bietet ABB mit einer Produktlinie an Aktivfiltern. „Der Filter ist quasi der ‚Beulendoktor‘, der die Verformung aus einer Sinuswelle wieder ‚herauszieht‘“, erklärt Kay Kiefer, bei ABB im Fachvertrieb verantwortlich für die Netzqualitätsprodukte. „Unsere Power-Quality-Filter bieten dank innovativer Hard- und Softwareentwicklung eine hervorragende Filterwirkung und beste Genauigkeit bei der Behandlung von harmonischen Oberwellen.“

Stromverlauf_im_Versorgungsnetz

Wieder zuverlässig messen

Ihre Qualitäten beweisen die PQF-Aktivfilter auch bei medizinischen Messinstrumenten, die äußerst sensibel auf äußere Einwirkungen reagieren. Im Royal Melbourne Hospital in Australien beispielsweise lieferten die EKG-Geräte der Notfallaufnahme unbrauchbare Ergebnisse. Nach intensiver Untersuchung der Umgebungsbedingungen wurde in der Netzeinspeisung, die unterhalb der Notfallambulanz verläuft, ein auffällig hoher Anteil an Oberwellen gemessen. Um die aus ihnen resultierenden Effekte zu reduzieren, installierte ABB einen Aktivfilter. Seither können die Ärzte die Herzfrequenz ihrer Patienten wieder zuverlässig überwachen.