Charakteristik Der Oberwellen In Dreiphasennetzen - Sonel PQM-702 Bedienungsanleitung

5.4.3 Charakteristik der Oberwellen in Dreiphasennetzen

Oberwellen einer bestimmten Ordnung haben in 3-Phasennetzen eine bestimmte Eigenschaft,
die die folgende Tabelle darstellt:
Ordnung
Frequenz [Hz]
Reihenfolge
(+ gleichgerichtet,
– gegen gerichtet,
0 Null)
Die Zeile „Reihenfolge" bezieht sich auf Methode der symmetrischen Komponenten, die eine
Aufteilung auf 3 beliebige Vektoren in drei Vektorengruppen erlaubt: gleichgerichtete Reihenfolge,
gegengerichtete und Null-Reihenfolge (mehr darüber in dem Abschnitt über die Unsymmetrie).
Wir möchten hier ein Beispiel heranziehen. Nehmen wir an, dass ein Dreiphasenmotor über ein
symmetrisches 4-Leiternetz versorgt wird (also sind die Effektivwerte der Phasenspannungen
gleich und die Winkel zwischen den jeweiligen Grundkomponenten betragen 120).
Das Zeichen „+" in der Zeile, die die Reihenfolge bestimmt für die 1-Oberwellen bedeutet eine
normale Drehrichtung der Motorwelle. Die Oberwellen der Spannung, für die das Zeichen ebenfalls
„+" ist, verursachen ein Drehmoment, das der Richtung der Grundkomponente entspricht. Die Ober-
wellen der Ordnung 2, 5, 8, 11 sind Oberwellen der gegengerichteten Reihenfolge, sie generieren
also ein Drehmoment, das der normalen Drehrichtung des Motors entgegenwirkt, was zur Überhit-
zung führen kann und unnötige Energieverluste und einen Fall der Leistung zur Folge hat. Die letzte
Gruppe der Oberwellen sind die Oberwellen der Null-Reihenfolge, wie die dritte, sechste und
neunte, die kein Drehmoment erzeugen, aber weil sie durch die Wicklung des Motors fließen, er-
zeugen sie Hitze.
Basierend auf den tabellarischen Daten, können Sie leicht beobachten, dass die Sequenz +, -,
0 sich für alle folgende Ordnungen der Oberwellen wiederholt. Die Formel die den Reihenfolgentyp
mit der Ordnung verbindet ist sehr einfach und für k, das eine beliebige ganze Zahl ist:
Oberwellen der geraden Ordnungen treten nicht auf, wenn der jeweilige Verlauf symmetrisch
gegenüber dem Durchschnittswert ist, und eine solche Eigenschaft haben die Verläufe in den meis-
ten Versorgungssystemen. In einer typischen Situation, haben die gemessenen Oberwellen der
geraden Ordnungen geringe Werte. Wenn wir diese Eigenschaft unter Betracht ziehen, wird sich
herausstellen, dass die Gruppe der Oberwellen mit den am meisten unerwünschten Eigenschaften
die 3-te, 9-te, 15-te (Null-Reihenfolge), und die 5-te, 11-te, 17-te (gegen gerichtete Reihenfolge).
Oberwellen des Stromes, die eine Multiplizität der Zahl 3 sind, erzeugen zusätzliche Probleme
in einigen Systemen. In 4-Leiternetzen haben sie die unerwünschte Eigenschaft sich im Nullleiter
zu addieren. Es stellt sich heraus, dass im Gegensatz zu den Oberwellen anderer Ordnungen, de-
ren Summe der Momentwerte der Phasenströme sich nullt, die Verläufe dieser Oberwellen in einer
Phase sind, was ein zusätzliches addieren der Phasenströme dieser Komponente im Nullleiter zur
Folge hat. Dies kann zur Überhitzung dieser Leitung führen (besonders in Verteilernetzen, in denen
ein kleineres Durchmesser dieser Leitung, als der Phasenleitungen, verwendet wurde, und bis vor
kurzem war es noch üblich). Aus diesem Grund wird in Netzen mit nichtlinearen Belastungen und
mit großen Stromverzerrungen empfohlen, dass das Durchmesser des Nullleiters größer als das
Durchmesser der Phasenleitungen ist.
In Systemen des Typs Dreieck, sind die Oberwellen dieser Ordnungen in Linienströmen nicht an-
wesend (vorausgesetzt, dass es sich um symmetrische Systeme handelt), sie zirkulieren jedoch in
den zweigen der Belastung, wodurch sie auch unnötige Verluste verursachen.
Der Charakter der jeweiligen Oberwellen, wie es die Tabelle zeigt, behält die volle Genauigkeit
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Bedienungsanleitung PQM-702(T), PQM-703, PQM-710, PQM-711
1 2 3
50 100 150
–
+ 0
Reihenfolge Ordnung der Oberwellen
gleichgerichtet „+"
gegen gerichtet „–"
Null „0"
4 5 6
200 250 300 350
–
+ 0 +
3k +1
3k – 1
3k
7 8 9
400 450
–
0