• Gossen Metrawatt
  • Camille Bauer

Wodurch werden Netzstörungen verursacht

Es hält sich hartnäckig die Meinung, dass netzbedingte Probleme im wesentlichen auf den Energieversorger zurückzuführen sind. Diese Behauptung ist nur zum Teil korrekt. Die Realität ist viel komplexer. Die Quelle der Netzstörungen kann sowohl beim Energieversorger als auch beim Energieabnehmer liegen. Fakt ist allerdings, dass 85% der Netzqualitätsstörungen "hausgemacht" sind, also von Anlagenbetreibern verursacht werden.

Energieversorger:

Das Zu- bzw. Abschalten von größeren Lasten seitens der Energieversorger kann unter Umständen zu Spannungsänderungen (Unter- bzw. Überspannung) oder zu Frequenzschwankungen im dynamischen Netz führen. Diese Netzrückwirkungen setzen sich im gesamten Netz fort und beeinflussen die Funktionsweise von sensiblen Geräten wie z.B. Gleichrichter, Netzwerken oder SPS-Anlagen.

Betriebsmittel (Verbraucher)

Oberschwingungen werden von nichtlinearen Verbrauchern wie z. B. Thyristoren, IGBT´s und Varistoren verursacht. Diese Komponenten werden u.a. in Gleichstromversorgungen (Netzteilen), Computern, elektronischen Vorschaltgeräten und Dimmern sowie in Stromrichtern und Frequenzumrichtern in Motorantrieben mit regelbarer Drehzahl verbaut. Die moderne Elektronik arbeitet mit Kleinspannung. Dabei wird der eingehende Wechselstrom zunächst über einen Brückengleichrichter gleichgerichtet und mittels Glättungskondensator ausgeglättet.

Der Strom, den diese Verbraucher aufnehmen, ist pulsförmig. Dies kommt von der stoßartig erfolgenden Aufladung des Glättungskondensators hinter dem Gleichrichter. Durch die stoßartige Aufladung wird der Strom in seiner Form verändert, er ist nicht mehr rein sinusförmig, sondern mit Oberschwingungsströmen überlagert. Die Folge für den Verbraucher ist nun, dass der Verbraucherstrom dem Netz nicht mehr sinusförmig entnommen werden kann.

Da die Frequenzen von Spannung und Strom über die Netzimpedanz verknüpft sind, erzeugen sie Stromverzerrungen sowie Spannungsverzerrungen an den Klemmen und umgekehrt. Ist der Strom an linearen Verbrauchern nicht verzerrt, also sinusförmig, und weist die Spannung eine andere Form auf, also nicht sinusförmig, so nimmt der Strom an den Netzklemmen auch eine nichtsinusförmige Form an. In nachfolgender Tabelle sind die Phänomene und ihre Ursachen beschrieben.

Phänome Hauptursache Begrenzbar durch
Versorger Verbraucher
Frequenzschwankungen Laständerungen, 
Verlust von Erzeugung
ja nein
Langsame Spannungs-
änderungen
Laständerungen ja nein
Schnelle Spannungs-
änderungen / Flicker
Schaltungen, 
spezielle Lasten
nein ja
Spannungsunsymmetrie unsymmetrische 
Belastung der Phasen
teilweise ja
Oberschwingungen und 
Zwischenharmonische
Spezielle Geräte teilweise ja
Signalspannungen Informationsübertragung ja ja
Gleichströme- oder 
spannungen
Spezielle Geräte 
(Einweggleichrichter)
nein ja
Spannungseinbrüche und 
-unterbrechungen
Fehler im Versorger-, 
Verbrauchersnetz 
(Kurzschlüsse, Unterbrechungen)
nein nein
Zeitweilige Überspannung   Fehler im Verbrauchernetz 
Resonanzen im Netz
nein / 
teilweise
teilweise /
ja
Transiente Überspannung Blitzeinschläge, Schaltvorgänge nein nein

 

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