User manual

HT9022
DE - 62
9.5. GRENZWERTE FÜR OBERWELLEN
Die Norm EN50160 legt die Grenzwerte für die Oberschwingungsspannungen fest, die
durch den Stromversorger in das Netz eingebracht werden können. Unter normalen Be-
dingungen sollen während jedes beliebigen Zeitraums einer Woche 95% aller 10-Minuten-
Mittelwerte der Echt-Effektivwerte jeder Oberschwingungsspannung niedriger als oder
gleich den Werten in der folgenden Tabelle sein. Der Gesamtverzerrungsgehalt (THD) der
Versorgungsspannung (einschließlich aller Oberschwingungen bis zur 40 Ordnung) muss
niedriger oder gleich 8% sein.
Ungerade Oberwellen Geraden Oberwellen
Keine Vielfache von 3 Vielfache von 3 Order h Relative Spannung %Max
Order h Relative Spannung %Max Order h Relative Spannung %Max
5 6 3 5 2 2
7 5 9 1.5 4 1
11 3.5 15 0.5 6..24 0.5
13 3 21 0.5
17 2
19 1.5
23 1.5
25 1.5
Diese theoretisch nur für die Netzbetreiber anwendbaren Grenzwerte bieten zugleich eine
Reihe von Referenzwerten, innerhalb derer die vom Nutzer in das Netz eingespeisten
Oberschwingungen liegen müssen.
9.6. VORHANDENSEIN VON OBERWELLEN: GRÜNDE
Jedes elektrische Betriebsmittel, das Sinusschwingungen verändert oder nur einen Teil
einer solchen Schwingung aufnimmt, verursacht Verzerrungen der Sinusschwingung und
somit Oberschwingungen (Harmonische).
Alle Signale sind in gewisser Weise ein Gemisch von Oberschwingungen. Der am
häufigsten auftretende Fall ist die Oberschwingungs-Verzerrung durch nicht lineare
Lasten, wie elektrische Haushaltsgeräte, Computer oder drehzahlveränderliche Antriebe
(Frequenz-Umrichter).
Harmonische Verzerrungen verursachen erhebliche Ströme, deren Frequenzen ungerade
Vielfache der Grundfrequenz sind. Harmonische Ströme beanspruchen den Neutralleiter in
elektrischen Netzen beträchtlich.
In den meisten Ländern ist das Versorgungsnetz 3-phasig 50 oder 60Hz mit einem primär
im Dreieck und sekundär im Stern verschalteten Transformator aufgebaut. Die Sekundär-
wicklung erzeugt allgemein 230V AC von Außen- zu Neutralleiter und 400V AC zwischen
den Außenleitern. Die symmetrische Belastung der Außenleiter bereitete bei der Aus-
legung elektrischer Netze schon immer Kopfzerbrechen.
Bis vor einigen Jahrzehnten war die vektorielle Summe aller Ströme in einem gut
symmetrierten Netz gleich Null oder ganz klein (bestimmt durch die Schwierigkeit, eine
perfekte Symmetrierung der Lasten zu erreichen). Die Lasten waren Glühlampen, kleine
Motoren und andere lineare Lasten. Das Ergebnis war ein nahezu sinusförmiger Strom in
jedem Außenleiter und ein niedriger Neutralleiterstrom bei einer Frequenz von 50 bzw.
60Hz.
„Moderne” Geräte, wie Fernseher, Leuchtstofflampen, Video-Geräte und Mikrowellenherde
verbrauchen normalerweise immer nur für einen Bruchteil einer Periode Strom und verur-
sachen so nicht lineare Lasten und folglich nicht lineare Ströme. All dies erzeugt ungerade
Harmonische der 50 / 60Hz Netz-Frequenz.
Aus diesem Grund enthalten die Ströme der Verteiltransformatoren nicht nur eine 50Hz
(bzw. 60Hz) Komponente, sondern auch eine 150Hz (bzw. 180Hz) Komponente, eine