Harmonische und ihre Berechnung
Die Power Option von DEWETRON hat eine Menge zu bieten. Abgesehen von der einfachen Bedienung durch das raffinierte Design von OXYGEN, beinhaltet sie viele Funktionen, die sich bei der Leistungsanalyse als nützlich erweisen. In den vergangenen Webinaren haben wir uns intensiv mit dem Thema Power Analysis beschäftigt. Im Zuge dessen haben wir häufig den Begriff „Oberschwingungen“ oder „Harmonische“ gehört. Daher wollen wir nun die zugrundeliegenden Prinzipien und eine Definition ergänzen, um ein Gesamtbild zu vermitteln.
Harmonische – die Definition
Oberschwingungen (oft auch Harmonische genannt) sind Spannungen oder Ströme, die mit einer Frequenz auftreten, die ein ganzzahliges Vielfaches der Grundfrequenz ist. Das heißt, wenn wir eine gegebene 50 Hz Grundwellenform betrachten, wäre die zweite Oberschwingungsfrequenz (oder die zweite Harmonische) 100 Hz (2 x 50 Hz), eine dritte Harmonische läge bei 150 Hz (3 x 50 Hz) und so weiter. Ähnlich verhält es sich, wenn sich die gegebene Grundwellenform auf 60 Hz ändert, die zweite Harmonische wäre dann bei 120 Hz.
Wir können also sagen, dass Oberschwingungen Vielfache der Grundfrequenz sind. Daher können wir sie allgemeiner als 2ƒ, 3ƒ, 4ƒ, usw. ausdrücken.
Die Notwendigkeit der Berechnung von Oberschwingungen
Die Existenz und das Ausmaß von Harmonischen zu kennen, ist wichtig, da sie das gesamte Energiesystem beeinflussen. Typische Auswirkungen sind:
- Die potenzielle Verstärkung einiger Oberschwingungen aufgrund von Serien- oder Parallelresonanzen*
- Eine Leistungsminderung von Energieerzeugungs-, -transport- und Verbrauchssystemen
- Die vorzeitige Alterung der Isolierung von Netzkomponenten, was letztlich zu einer Energieverringerung führt
- Schlechtes Funktionieren des Systems oder einzelner Komponenten
* Resonanz ist ein physikalischer Effekt, bei dem mehrere Elemente mit bestimmten Werten miteinander wechselwirken und dadurch bei einer bestimmten Frequenz schwingen und diese verstärken. Diese Verstärkung führt zu einem höheren Energieverbrauch, da sie das System oder einige seiner Teile dazu zwingt, oberhalb ihrer Spezifikationen zu arbeiten. Es ist wichtig, Resonanz zu kontrollieren, da sie sonst zur Zerstörung von Teilen des Systems oder sogar des gesamten Systems führen kann.
Die Berechnung von Harmonischen und Interharmonischen
In DEWETRONs Messsoftware OXYGEN können Sie Harmonische und Interharmonische in Gruppen zusammenfassen, um sie bis zur 1000sten Ordnung zu bestimmen. Nachdem Sie die Berechnung aktiviert haben, sehen Sie für jedes Spannungs- und Stromsignal einen Oberschwingungskanal in Ihrer Kanalliste. Zusätzlich gibt es dann für jede Phase einen Kanal der Interharmonischen. Während der Berechnung ermöglicht Ihnen OXYGEN drei verschiedene Arten der Gruppierung:
- Gruppierung „Keine“
Die Auswahl des Gruppierungstyps „Keine“ bedeutet, dass die Berechnung der Oberschwingungsdaten nur den Frequenz-Bin umfasst, der direkt auf der Oberschwingung liegt. Die interharmonischen Daten umfassen jedoch alle anderen Bins zwischen den harmonischen Bins. - Gruppierung „Typ 1“
„Typ 1“ gewährleistet eine Gruppierung gemäß der Norm IEC 61000-4-7, Abschnitt 5.6. Das bedeutet, dass die Berechnung den direkt an der Harmonischen platzierten Frequenz-Bin sowie die beiden Spektral-Bins neben der Harmonischen berücksichtigt. Die verbleibenden Bins sind wiederum Eingangsparameter für die Berechnung der Daten der Interharmonischen. - Gruppierung „Typ 2“
Ähnlich wie der vorherige Typ entspricht auch dieser Gruppierungsmodus wieder der IEC 61000-4-7, diesmal jedoch nach Abschnitt 5.5.1. Kurz gesagt, berücksichtigt die Berechnung der Oberschwingungen hier das gesamte Frequenzspektrum und alle Frequenz-Bins. Für die Berechnung der Interharmonischen werden alle Bins mit Ausnahme der Bins der Harmonischen berücksichtigt.
Im folgenden Video erklären unsere ExpertInnen unter anderem, wie Harmonische berechnet werden. Außerdem haben wir einen Artikel vorbereitet, der sich ebenfalls mit der Berechnung befasst. Falls Sie auf der Suche nach Informationen sind, die die Grundlagen der Leistungsanalyse zusammenfassen, empfehlen wir dieses Video oder den zugehörigen Artikel.
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Quick Links
Power Analysis mit OXYGEN (Berechnung für Harmonische inkludiert)
