Ht Instruments Solar 300 NSolar meter, photovoltaic meter CAT IV 600V 1006700 User Manual

 

 

SOLAR 300

  

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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 
250Hz  (bzw.  300Hz)  Komponente  und  andere  erhebliche  harmonische  Komponenten 
hoch bis zu 750Hz (bzw. 900Hz) und höher. 

Die  vektorielle  Summe  der  Ströme  in  einem  gut  symmetrierten  Netz,  das  nicht  lineare 
Lasten  versorgt,  mag  ziemlich  klein  sein.  Jedoch  zeigt  die  Summe  aller  Ströme  kein 
völliges Verschwinden der Harmonischen. 

Die  ungeraden  Vielfachen  der  dritten  Harmonischen  (bezeichnet  als  „TRIPLE  N’S”) 
erscheinen  als  Summe  im  Neutralleiter  und  können  ein  Überhitzen  des  Neutralleiters 
verursachen, gerade auch bei symmetrischer Last. 

10.2.4. Konsequenz aus dem Vorhandensein von Harmonischen 

Im Allgemeinen verursachen Harmonische geradzahliger Ordnung, also die zweite, vierte 
etc. keine Probleme. „Tripel“-Harmonische, ungerade Vielfache von drei, addieren sich im 
Neutralleiter  (anstatt  sich  gegenseitig  aufzuheben)  und  führen  so  zur  Überhitzung  des 
Leiters, was eine extreme Gefahr bedeutet. 

Planer  sollten,  um  bei  der  Auslegung  von  Energie-Verteilanlagen  die  Oberschwingungs-
Ströme zu berücksichtigen, folgende drei Regeln beachten: 

•  Der Neutralleiter-Querschnitt muss hinreichend groß bemessen sein. 
•  Der  Verteiltrafo  muss  über  ein  zusätzliches  Kühlsystem  verfügen,  um  mit  seiner 

Nennlast  betrieben  werden  zu  können,  wenn  er  nicht  für  Oberschwingungs-
Belastungen  ausgelegt  ist.  Dies  ist  notwendig,  weil  der  Oberschwingungs-Strom  im 
Neutralleiter  der  Sekundärwicklung  in  der  im  Dreieck  verschalteten  Primärwicklung 
einen Kreisstrom erzeugt. Dieser zirkulierende Oberschwingungs-Strom erwärmt den 
Transformator zusätzlich. 

•  Harmonische  Außenleiterströme  können  den  Transformator  nur  begrenzt  passieren. 

Dies kann zur Verzerrung der Spannungs-Kurvenform führen, so dass diese ebenfalls 
höhere Frequenzen enthält und leicht jeden Kompensations-Kondensator überlasten 
kann. 

Die  fünfte  und  die  elfte  Harmonische  haben  gegenläufigen  Umlaufsinn,  erschweren  den 
Lauf von Motoren und verkürzen dadurch deren Lebensdauer. 

Im  Allgemeinen  gilt:  Je  höher  die  Ordnungszahl  der  Harmonischen,  desto  kleiner  ist  ihre 
Energie und deshalb die Einwirkung auf die Anlage (ausgenommen Transformatoren).