Netzrückwirkung erkennen


Elektroenergiequalität und der technische Prozess

Das Modul ist die Zentraleinheit eines Systems, das aus bis zu vier Messmodulen besteht, und mit denen die Zeitverläufe der relevanten Ströme und Spannungen erfasst werden. Es ist geeignet für DC-Netze, für Netze mit 50 und 60Hz sowie für spezielle Netze wie beispielsweise das Bahnnetz mit 16,7Hz. Das System misst netzsynchron Rohwerte wie Strom, Spannung und Frequenz und berechnet intern daraus die für die Netzqualität relevanten Kennwerte. „Die netzsynchrone Abtastung ist erforderlich, um die Genauigkeitsanforderungen der Norm IEC 61000-4-30 nach Klasse A zu erfüllen“, so Oliver Soukup. Es werden Signale berechnet wie Frequenz, Effektiv- und Spitzenwerte, Flicker und Crestfaktor sowie harmonische und interharmonische Oberschwingungen, Phasenlage oder Klirrfaktor. Auf Basis dieser Daten lassen sich Leistungsflüsse und Ereignisse analysieren und sogar die gesamte Netzdynamik überwachen. „So kann die Netzqualität effizient überwacht werden und gleichzeitig die Qualität und Verfügbarkeit des Netzes gesteigert werden“, ergänzt der Entwicklungsleiter. Im Gegensatz zu autonomen Power-Quality-Messgeräten ist die Messeinheit über das Prozessdatenerfassungssystem IbaPDA in die komplette Anlagen- und Prozessüberwachung integriert. Die Elektroenergieparameter lassen sich auf diese Weise in Zusammenhang mit der Betriebsweise einer Anlage bringen. Durch die synchrone Messung der Elektroenergieparameter mit technischen Größen, wie Reglersignalen oder Betriebszuständen von industriellen Prozessen können Anlagenbetreiber z.B. nachweisen, ob und inwiefern ihre Anlage das Stromnetz negativ beeinflusst hat oder mögliche Schwankungen der Frequenz beobachten. Moderne Leit- und Automatisierungstechnik basiert auf digitalen Verarbeitungsgeräten. Daher liegen die meisten Signale im Prozess bereits in digitaler Form vor. Jedoch befinden sich diese in ganz unterschiedlichen Quellen und müssen unterschiedlich erfasst werden. Die Erfassung dieser Signale erfolgt nach dem Abtastprinzip mit einem zeitsynchronen Abfragetakt. Die Elektroenergieparameter werden mit IbaPQU-S jedoch netzsynchron abgetastet. Um die netzsynchronen mit den zeitsynchronen Prozessgrößen in Einklang zu bringen, wurde eine dreistufige Vorgehensweise implementiert: Zunächst werden die Rohwerte für Strom und Spannung netzsynchron gemessen und anschließend in Kennwerte für die Netzqualität umgerechnet. Schließlich wird eine Neuabtastung (resampling) der Rohwerte mit dem zeitsynchronen Abfragetakt des übergeordneten Prozessdatenerfassungssystems vorgenommen. Die Zentraleinheit kann die berechneten Netzqualitätsparameter – auch zusammen mit den Rohwerten und weiteren Messwerten anderer Module – mittels einer bidirektionalen Lichtwellenleiterverbindung an das Messwert-Erfassungssystem IbaPDA übertragen. Dort werden die Werte in Messdateien und Datenbanken gespeichert und es lassen sich beliebige Trigger konfigurieren, um ereignisbezogene Messungen auszulösen und Störungen zu erfassen. Für eine detaillierte Analyse werden die Daten mit Vor- und Nachlauf entsprechend hochaufgelöst erfasst. Störungen können zudem durch eine Alarmfunktion angezeigt werden. Mit IbaAnalyzer lassen sich Langzeittrends sowie übersichtliche Reports erstellen, die beispielsweise als Nachweis zur Einhaltung der Norm EN50160 dienen, welche die Grenzwerte für die Qualitätsparameter festlegt.

Normgerechte Messung Elektroenergiequalität

Die Messeinheit IbaPQU-S ermittelt die Kennwerte der Norm EN50160. Die Berechnung dieser Kennwerte erfolgt nach den Vorgaben der IEC 61000-4-30. Diese Norm definiert Messmethoden, um für den Anwender eine vergleichbare Basis zu schaffen. Geräte unterschiedlicher Hersteller, die nach dieser Norm arbeiten, müssen näherungsweise gleiche Messergebnisse liefern. Die Norm unterscheidet drei Messgeräte-Klassen: Klasse S-Messgeräte sind ausreichend für die Ermittlung statistischer Kenngrößen, wohingegen Klasse A-Messgeräte für vertragsrelevante Messungen zu Abrechnungszwecken eingesetzt werden können. Klasse B ist für Neuentwicklungen nicht anzuwenden. Das IbaPQU-S setzt die Norm nach Klasse A um. Die Genauigkeit wurde in einer Typprüfung in einem zertifizierten Kalibrierlabor nachgewiesen. Somit steht ein normgerechtes, modulares System zur Überwachung und Analyse von Energienetzen zur Verfügung und bildet die Grundlage zur Steigerung der Netzqualität und der Verfügbarkeit der Netze auf Basis genauer Kenntnis und Analyse aller maßgeblichen Qualitätsparameter.


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