Messung der Netzimpedanz im Frequenzbereich bis 20 kHz und Analyse der Oberschwingungen

Zurzeit existieren in den Normen für die leitungsgebundene Störaussendung Lücken in dem Frequenzbereich 2 kHz bis 150 kHz. Oberhalb und unterhalb sind allgemein gültige Grenzwerte in (1), (2) und (3) für Geräte, die an öffentlichen oder industriellen Netzen betrieben werden, zu finden. Daher werden gegenwärtig für den Frequenzbereich 2 kHz bis 9 kHz Grenzwerte diskutiert. Aufgrund der Normlücken ergeben sich Unsicherheiten bei der Auslegung von Entstörfiltern, wie sie z. B. für Frequenzumrichter erforderlich sind. Zur Grenzwertfindung müssen sowohl die Netzimpedanzen als auch die in Netzen vorhandenen Spannungsoberschwingungen analysiert werden. Ziel dieses Beitrags sind aktuelle Untersuchungen darüber. Es liegen zwar ältere Untersuchungen von Netzimpedanzen vor (z. B. (4)), diese beschränken sich jedoch auf die Impedanzen zwischen einer Phase und dem Neutralleiter, während die Impedanzen zwischen den Phasen nicht behandelt werden. Des Weiteren wurden in (4) keine Industrienetze vermessen und die Messungen beziehen sich auf Netze, die mehr als 10 Jahre alt sind und nicht mehr dem aktuellen Stand entsprechen. Gerade in den letzten Jahren haben sich die Netzverhältnisse durch die starke Zunahme leistungselektronischer Geräte am Netz verändert. Unterschiede zu älteren Messungen sind vor allem bei den Oberschwingungen erkennbar. In diesem Bitrag werden aktuelle Untersuchungen der Netzimpedanzen und der Oberschwingungen präsentiert, die in Hochschulen, Industriebetrieben und Privathaushalten durchgeführt wurden. Diese können sowohl als Anhaltspunkte zur Grenzwertfindung dienen, als auch Anhaltspunkte zur Dimensionierung von Filtern und Störquellen liefern.

Das diesem Bericht zugrunde liegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 17N2608 gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei der Autorin/beim Autor.