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Einführung zu Oberschwingun...
Die ganzzahligen Vielfachen der Grundfrequenz ω1
bezeichnet man als Oberschwingungen. Der Effektivwert
einer nicht sinusförmigen Signalkurve (Strom oder
Spannung) berechnet sich zu:
h
max
∑
2
I
=
I
EFF
(h)
h = 1
Die Anzahl der Oberschwingungen in einer Signalkurve
bestimmt den Verzerrungsfaktor oder Gesamtoberschwin-
gungsgehalt (THD). Der Gesamtoberschwingungsgehalt
(THD – Total Harmonic Distortion) wird bestimmt durch
das Verhältnis des Effektivwerts des Oberschwingungs-
anteils zum Effektivwert der Grundmenge, ausgedrückt als
Prozentsatz des Grundwerts:
h
2
I
max
∑
h
THD =
× 100 %
I
1
h = 2
Mithilfe des THD ergibt sich das Verhältnis zwischen dem
Effektivstrom I
und dem Grundstrom I
eff
2
I
= I
× 1 + THD
EFF
1
Dasselbe gilt für die Spannung.
Der Wirkleistungsfaktor PF (λ) ist:
P
PF =
S
In einem linearen System entspricht der Wirkleistungsfaktor
dem Grundschwingungs-Verschiebungsfaktor:
PF = DPF = cos ϕ
In nicht-linearen Systemen ist das Verhältnis zwischen
Leistungsfaktor und Grundschwingungs-Verschiebungs-
faktor folgendermaßen:
DPF
PF =
2
1 + THD
Blindleistung und Oberschwingungsbelastungen verringern
den Leistungsfaktor. Ein niedriger Leistungsfaktor führt zu
einem hohen Effektivstrom, der höhere Verluste in den
Versorgungskabeln und Transformatoren verursacht.
Im Zusammenhang mit der Netzqualität trifft man häufig
auf den Begriff Gesamtoberschwingungsanteil (TDD – Total
Demand Distortion). Der TDD charakterisiert nicht die Last,
sondern stellt einen Systemparameter dar. Der TDD drückt
die Oberschwingungsverzerrung als Prozentsatz des
maximalen Strombedarfs I
aus.
L
h
2
I
max
∑
h
TDD =
× 100 %
I
L
h = 2
M0010801
Projektierungshandbuch
Ein weiterer Begriff, der sich häufig findet, ist der partiell
gewichtete Verzerrungsfaktor (PWHD – Partial Weighted
Harmonic Distortion). Der PWHD stellt eine gewichtete
Oberschwingungsverzerrung dar, die nur die Oberschwin-
gungen zwischen der 14. und der 40. Oberschwingung
umfasst, wie aus der nachstehenden Definition hervorgeht.
PWHD =
2.1.3 Einfluss von Oberschwingungen in
In Abbildung 2.4 ist ein Transformator auf der Primärseite
mit einem Verknüpfungspunkt PCC1 an der Mittelspan-
nungsversorgung verbunden. Der Transformator hat eine
Impedanz Z
Verknüpfungspunkt, an dem alle Verbraucher
angeschlossen sind, ist PCC2. Jeder Verbraucher wird durch
Kabel mit einer Impedanz Z
zu:
1
Abbildung 2.4 Kleine Verteilanlage
Von nichtlinearen Verbrauchern aufgenommene
Oberschwingungsströme führen durch den Spannungs-
abfall an den Impedanzen des Stromverteilungssystems zu
einer Spannungsverzerrung. Höhere Impedanzen ergeben
höhere Grade an Spannungsverzerrung.
Danfoss A/S © 05/2019 Alle Rechte vorbehalten.
2
40
I
∑
h
× 100 %
I
1
h = 14
einer Energieverteilungsanlage
und speist eine Reihe von Verbrauchern. Der
xfr
, Z
, Z
angeschlossen.
1
2
3
2
2
11
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