Im Energieübertragungsnetz gibt es viele Formen der Leistungsverzerrung. Oberschwingungsverzerrung ist die am stärksten geregelte Form der Verzerrung, die im Frequenzbereich bis 2 kHz auftritt. Oberschwingungen können Geräte beschädigen, was zu Ineffizienz und sogar zum Ausfall führen kann. Um Risiken zu reduzieren und die Betriebskosten zu optimieren, lohnt es sich, die Leistungsverzerrung zu mindern. Erfahren Sie, wie Sie Oberschwingungen durch vorausschauende Planung auf wirtschaftliche Weise reduzieren können.
Planen Sie die Oberschwingungsreduzierung frühzeitig
Eine übermäßige Gesamtoberschwingungsverzerrung im Verteilernetz kostet Geld. Sie riskieren Schäden an kritischen Geräten, verminderte Produktivität und geringere Effizienz. Danfoss berät Sie fachkundig, wie Sie dieses Risiko zu optimalen Kosten reduzieren können. Durch den Einsatz neuer Frequenzumrichtertechnologien können Sie erhebliche Einsparungen bei der Dimensionierung des Stromnetzes erzielen und gleichzeitig Oberschwingungen reduzieren. Um das gesamte elektrische System zu optimieren, ist es daher wichtig, den Frequenzumrichter frühzeitig in der Systemdesignphase auszuwählen.
Für Transformatorlasten unter 40 % und 5 % THDv*-Grenze ist keine Oberschwingungsreduzierung erforderlich.
Verwenden Sie für nichtlineare Transformatorlasten von 40 % und mehr die energieeffizienteste Technologie, um <5 % THDv* zu erreichen.
Ihr Ziel sollte es sein, Oberschwingungen nur soweit für die erforderliche Norm notwendig und entsprechend den Anforderungen der Anlage zu erreichen. Sie sollten den Oberschwingungsgehalt nicht übermäßig kompensieren. Benötigen Sie Hilfe bei der Regulierung von Oberschwingungen? Sie können gerne jederzeit Kontakt mit uns aufnehmen.
*Abkürzungen: THDv: Gesamt-Oberschwingungsverzerrung der Spannung. THDi: Gesamt-Oberschwingungsverzerrung des Stroms
Die gängigsten Vorschriften (z. B. IEEE 519) legen THDv-Anforderungen fest, geben jedoch keine Anforderungen an die Gesamtoberschwingungsverzerrung in Bezug auf THDi an. Aus diesem Grund ist die Auslegung auf 5 % THDv zu beziehen, um die Vorschriften zu erfüllen. Es gibt einige Vorschriften, die THDi ≤5 % oder gar THDi ≤8 % an den Frequenzumrichter-Leistungsanschlüssen vorsehen. Die Vorgabe solcher THDi-Werte für eine Auslegung kann unnötige Kosten verursachen und zusätzliche Verluste mit sich bringen. Wenden Sie sich daher an Danfoss, um die besten Empfehlungen zu erhalten.
Führen Sie eine einfache Analyse durch. Mit Berechnungen von weniger als 10 Minuten können Sie Tausende von Euro sparen. Bewerten Sie das System als Ganzes, um die optimale Lösung zu finden. Testen Sie unser kostenloses digitales Tool MyDrive® Harmonics.
In einer Anlage trägt der Energieverbrauch maßgeblich zu den Betriebskosten bei. Aus diesem Grund ist die Ermittlung des Wirkungsgrads, einschließlich der Berechnung der Energieverluste, ein wichtiger Schritt bei der Auswahl von Maßnahmen zur Oberschwingungsreduzierung. Die Wirkungsgrade von 6-pulsigen Frequenzumrichtern verschiedener gängiger Anbieter liegen in der Regel um nur 0,5 % auseinander. Hingegen sind Schwankungen bei den Wirkungsgraden von bis zu 1–2 % bei Geräten zur Oberschwingungsreduzierung verschiedener Anbieter nicht ungewöhnlich. Es ist wichtig, die Berechnungen durchzuführen, bevor Sie Ihre Wahl treffen.
Finden Sie das richtige Gleichgewicht zwischen Gesamtoberschwingungsverzerrung (THDi), Effizienz und den Kosten der erworbenen Geräte. Für Transformatorlasten unter 40 % und 5 % THDv*-Grenze ist in der Regel keine Oberschwingungsreduzierung erforderlich. Standardmäßige 6-Puls-Frequenzumrichter mit Drosseln können in diesen Fällen ausreichen, um die vorhandenen Oberschwingungen zu bewältigen.
Kaufen Sie nicht, was Sie nicht brauchen. Für Hilfe bei der Berechnung, wann eine Oberschwingungsreduzierung erforderlich ist, kontaktieren Sie uns.
Das System sollte so ausgelegt sein, dass es den Anforderungen der Last(en) des Frequenzumrichters und anderer Lasten im Worst-Case-Scenario unter Volllast standhält.
Verwenden Sie Berechnungstools, um Transformatoren und Generatoren zu dimensionieren, oder testen Sie die Kapazität bereits ausgewählter Elemente.
Passen Sie die Szenarien für die Wahl der Reduzierungsmethoden an und iterieren sie diese, um ein angemessenes Kosten- und Leistungsergebnis zu erzielen.
Verschiedene Szenarien für die Oberschwingungsreduzierung finden Sie mit dem Tool MyDrive® Harmonics.
Eine THDv von 5 % ist ein ausgewogener Kompromiss zwischen dem geringsten Verzerrungsniveau, den Kosten der Geräte, die zur Erreichung dieses Niveaus erforderlich sind, dem daraus resultierenden Wirkungsgrad der gewählten Komponenten und dem Gesamtwirkungsgrad des Systems.
Eine weitere Reduzierung der Oberschwingungsverzerrung folgt dem Gesetz der sinkenden Rendite. Es ist zwar möglich, die Oberschwingungsverzerrung noch weiter zu reduzieren, dies kann jedoch mit wirtschaftlich nicht vertretbaren Kosten verbunden sein.
Um die Energieeffizienz Ihrer Anwendung zu berechnen, probieren Sie MyDrive® Energy aus.
Die Oberschwingungsreduzierung in Frequenzumrichtersystemen hat erhebliche Fortschritte gemacht. Frequenzumrichtersysteme mit variabler Drehzahl, die für eine Leistung mit geringen Oberschwingungen optimiert sind, können jetzt mit einer Oberschwingungsgesamtverzerrung (THDi) von 3–5 % bei einem Leistungsfaktor von 1 mit geringeren Auswirkungen auf den Gleichtaktmodus und geringeren supraharmonischen Oberschwingungen betrieben werden. Frequenzumrichter können auch die Volllaststromstöße beseitigen, die durch den direkten Motorstart (DOL) verursacht werden. Dies bedeutet, dass Versorgungstransformatoren und Reservegeneratoren erheblich (um 10–30 %) kleiner dimensioniert werden können. Auch Verdrahtung, Sicherungen und Schaltanlagen können kleiner bemessen werden. Diese Komponenten sind teuer und können die Einhaltung der Budgetbeschränkungen eines Projekts beeinträchtigen. Eine durchdachte, frühzeitige Auswahl des Frequenzumrichters kann daher eine große Rolle bei der Sicherstellung des Projekterfolgs spielen.
Kostet Sie die harmonische Verzerrung Geld und Ausfallzeiten?
Die Wahl der Methoden für die Oberschwingungsreduzierung hängt von folgenden Faktoren ab: Lastprofil, Leistungsfaktorverteilung, Netzbedingungen, physische Größe der Anlage (insbesondere bei Nachrüstungen), Wirkungsgrad und Leistung der Stromversorgungssysteme.
Benötigen Sie eine Beratung zur Oberschwingungsreduzierung? Zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren
Mithilfe neuer Frequenzumrichtertechnologien können Sie Oberschwingungen reduzieren und gleichzeitig erhebliche Einsparungen bei der Dimensionierung des Stromnetzes erzielen. Um das gesamte elektrische System zu optimieren, ist es daher entscheidend, den Frequenzumrichter frühzeitig in der Designphase des Versorgungssystems auszuwählen. Frequenzumrichter bieten viel mehr als nur den Antrieb Ihrer Motoren.
Bei der Auslegung eines elektrischen Systems bedeutet die Optimierung der Oberschwingungsreduzierung auch die Optimierung des Systemdesigns hinsichtlich Kosten, Netzqualität und Scope-1-, 2- und 3-Emissionen. Unabhängig davon, ob Sie eine neue Anlage oder eine Modernisierung planen, ermöglicht Ihnen eine optimierte Auslegung des elektrischen Systems folgende Vorteile:
Berücksichtigen Sie die Anforderung an geringere Treibhausgasemissionen (THG) gemäß den Rechtsvorschriften. Die Auslegung muss auch mit dem Ziel des Standorts (oder Kunden) übereinstimmen, seine Scope-1-, Scope-2- und Scope-3-Emissionsziele (THG) und Verpflichtungen zur Erreichung von Netto-Null zu erreichen.
Bei Neuanlagen bedeutet die Auswahl des richtigen Frequenzumrichters mit niedrigen Oberschwingungen, dass Sie Generatoren und Transformatoren kleiner dimensionieren und Geld bei den großen Kapitalinvestitionen sparen können.
Frühzeitige Überlegungen zur Netzqualität ermöglichen kostenoptimierte Maßnahmen, wie die Kombination von AFE-Umrichtern, aktiven Filtern, passiven Filtern und 6-Puls-Umrichtern, um die kostengünstigste, konforme Lösung zu erzielen.
Kontaktieren Sie uns für Empfehlungen
Die Auswahl der Frequenzumrichter kann das Gesamtdesign entscheidend beeinflussen. Berücksichtigen Sie die Frequenzumrichter frühzeitig in Ihrer Projektplanung, indem Sie Elektroingenieure in Ihre erste Planung einbeziehen. Mit angemessenen Präventivmaßnahmen können Sie die Dimensionierung der gesamten Schaltanlagen-Übertragungskette reduzieren und so Ihre Investitionskosten optimieren. Verwenden Sie das Danfoss-Tool MyDrive® Harmonics oder wenden Sie sich an Ihre örtliche Danfoss-Niederlassung für fachkundige Beratung bei der Berechnung von Oberschwingungen zur Dimensionierung kleinerer Transformatoren und Generatoren.
Bei der Auslegung von Systemen zur Einhaltung von Vorgaben in Bezug auf Oberschwingungen reduziert die Wahl des optimalen Frequenzumrichters für die variable Drehzahlregelung die Gesamtoberschwingungsverzerrung (THD). Durch die Reduzierung der THD können Sie die Dimensionierung jeder anderen Komponente optimieren.
Mit den richtigen Ultra-Low-Harmonic-Frequenzumrichtern oder herkömmlichen Frequenzumrichtern können Sie die Anschaffungs- und Betriebskosten folgender Elemente reduzieren:
Befolgen Sie diese Schritte, um den Frequenzumrichter und den Filter frühzeitig auszuwählen und anschließend die Dimensionierung aller anderen Geräte zu reduzieren, um den größtmöglichen Nutzen zu erzielen. Oder kontaktieren Sie Danfoss für Unterstützung bei der Auslegung.
Wählen Sie Frequenzumrichter und Filter mit Bedacht aus, um das optimale Gleichgewicht zwischen Investitionskosten und Systemvorteilen zu erzielen. Sie sollten den Oberschwingungen nicht übermäßig kompensieren.
Frequenzumrichter von Danfoss sind mit allen Motortypen kompatibel, sodass Sie problemlos die optimale Motortechnologie für Ihre Aufgabe auswählen können. Wählen Sie Motor und Last des Frequenzumrichters sorgfältig aus, um ein Gleichgewicht zwischen Investitionskosten, dem besten Wirkungsgrad und dem optimalen Wartungsaufwand zu schaffen. Vermeiden Sie eine Überdimensionierung von Motor und Frequenzumrichter, um die beste Oberschwingungsbilanz zu erzielen und die Investitionskosten so gering wie möglich zu halten.
Ihre Vorteile:
Auswirkungen auf Emissionen und Kosten:
Wussten Sie, dass die Dimensionierung von Transformatoren und Notstromaggregaten reduziert werden kann, wenn die Verzerrungspegel durch Frequenzumrichter und Oberschwingungsfilter gering sind? Durch die Reduzierung der Transformator- oder Generatorengröße können Sie sowohl die Investitionskosten (CAPEX) als auch die Betriebskosten (OPEX) senken und profitieren von zahlreichen weiteren Vorteilen:
Reduzieren Sie die Größe Ihrer Netzwerkkomponenten wie Schaltanlagen, E-Räume, MCCs, Sicherungen und Kabel, indem Sie sicherstellen, dass die Oberschwingungsfrequenzen und Verzerrungspegel von Frequenzumrichtern und Filtern niedrig sind.
Emissions- und Kostenvorteile für Ihr Projekt:
Senken Sie die Betriebskosten durch die korrekte Nutzung der angeschlossenen Geräte, die Steuerung der Lasten der Frequenzumrichter und die Minimierung von Netzwerkproblemen.
Vorteile in Bezug auf Emissionen und Kosten:
Bei einem Modernisierungssprojekt müssen Sie in der Regel die Auswirkungen der Modernisierung maximieren, ohne die vorhandene elektrische Infrastruktur zu überlasten.
Die richtigen Entscheidungen können Ihre Betriebskosten erheblich senken. Wählen Sie die richtigen Frequenzumrichter, um zu verhindern, dass die Modernisierung Ihr System überlastet. Ziehen Sie in Betracht, sich mit einem Partner wie Danfoss abzustimmen, der das Problem versteht und das gesamte Spektrum an verfügbaren Lösungen anbieten kann – denn jedes Systemszenario ist anders und jede Lösung hat ihre Vorteile.
Unser umfassendes Portfolio an Technologien zur Oberschwingungsreduzierung ermöglicht Ihnen die Auswahl des optimalen Ansatzes. Danfoss unterstützt Sie bei der Auslegung Ihres Systems und liefert das gesamte Spektrum an Lösungen zur Oberschwingungsreduzierung.
Kontaktieren Sie uns für Empfehlungen.
Eine bedachte Wahl senkt die Kosten
Überraschend einfache Möglichkeiten zur Kostensenkung
SCHWEIZ: Die Pumpstation Wehrliau in Bern liefert bis zu 1,20 Mio. Liter Trinkwasser pro Stunde. iC7-Frequenzumrichter spielen eine Schlüsselrolle bei der Sicherstellung einer zuverlässigen Versorgung.
Lesen Sie die Fallstudie
DÄNEMARK: Der Universe Science Park spart mit dem intelligenten VLT® HVAC Drive sowohl Stromkosten als auch Emissionen für seine Windkanalattraktion „Beat the Storm“.
Im Klimatisierungssystem des University Medical Centre (UMC) in Ljubljana sorgen Danfoss-Frequenzumrichter mit integrierten Filtern für eine geringe Oberschwingungsverzerrung mit einer maximalen THDi von 5 %.
RUMÄNIEN: Die Digitalisierung von Bewässerungssystemen hilft Landwirten, bessere Ernten zu erzielen. Pumpstationen verbrauchen jetzt 30–40 % weniger Energie und nutzen überdies Wasser effizienter.
VLT® AutomationDrive FC 302 und VLT® Soft Starter MCD 500 regeln Hoch- und Niederdruck-Meerwasserpumpen der ferngesteuerten Grabenfräse für Unterseekabel schnell und präzise.
NORWEGEN: Der VLT® AQUA Drive FC 202 gewährleistet bei Nordlaks Smolt AS eine zuverlässige Betriebszeit mit strenger Oberschwingungskonformität.
VEREINIGTES KÖNIGREICH: Als die Entsalzungsanlage in La Rosière eine größere Aufrüstung benötigte, entschied sich Jersey Water für den VLT® AQUA Drive von Danfoss.
Sehen Sie sich das Interview an und erfahren Sie, was unser Experte über Oberschwingungen und Oberschwingungsverzerrungen zu sagen hat und wie Sie diese so energieeffizient wie möglich bekämpfen und dabei gleichzeitig Ihr System optimieren.
Video abspielen
Mit dem Tool MyDrive® Harmonics können Sie Oberschwingungsfrequenzen und Oberschwingungen in Ihrem System berechnen und eine Lösung zur Oberschwingungsreduzierung entwickeln, die Ihren Anforderungen entspricht. Verwenden Sie einfach den inkludierten Stromkreissimulator, um eine Simulation Ihres Systems durchzuführen, damit Sie genau bestimmen können, wo Änderungen vorgenommen werden müssen. Und kontrollieren Sie die erzeugten Oberschwingungen so effizient wie möglich.
Danfoss bietet ein umfassendes Produktportfolio zur Oberschwingungsreduzierung in hohen und niedrigen Leistungsbereichen, das mit allen Motortypen kompatibel ist. Das Sortiment umfasst Frequenzumrichter mit hoher Oberschwingungsunterdrückung, Active Front End-Umrichter, aktive und passive Filter sowie Eingangs- und Ausgangsfilter. Unsere DrivePro®-Serviceangebote unterstützen Sie auch dabei, einen reibungslosen Betrieb und eine lange Produktlebensdauer sicherzustellen. DrivePro® Services helfen bei der Ermittlung potenzieller Probleme, die durch übermäßige Oberschwingungsverzerrung verursacht werden, kombiniert mit Empfehlungen für spezifische Reduzierungsmaßnahmen.
Oberschwingungsreduzierung, Leistungsfaktorkorrektur und Asymmetrieausgleich – und das alles mit einem einzigen Produkt. Der AAF 007 mit einem außergewöhnlich hohen Wirkungsgrad eignet sich für alle Danfoss-Frequenzumrichter.
Diese Reihe von modularen Mittelspannungsantrieben (MV-Antriebe) bietet Systemintegratoren und Originalgeräteherstellern (OEM) einen völlig neuen Ansatz für ein Höchstmaß an Leistung, der genau auf die Bedürfnisse der jeweiligen Anwendung zugeschnitten ist.
Sofort einsatzbereite Mittelspannungsantriebe bieten einen völlig neuen Ansatz, um ein Höchstmaß an Leistung und Zuverlässigkeit zu erreichen. Entscheiden Sie sich für einen Standardumrichter mit Schaltschrank, um schnell betriebsbereit zu sein.
Die Wasserversorgung stellt besondere Anforderungen an die Antriebe. Danfoss Drives hat einen neuen passiven Low-Harmonic-Drive mit VLT® AUQA Drive, der nahezu netzneutral arbeitet.
Der VLT® Drucktransmitter PTU 025 unterstützt Sie bei der Erfüllung der neuen EU-Richtlinie für RLT-Anlagen. Er lässt sich schnell in den VLT® HVAC Drive FC 102 integrieren und dann reicht eine kurze Parametrierung aus.
Der robuste und intelligente Frequenzumrichter FC102 optimiert Pumpen- und Lüfteranwendungen in Gebäudemanagementsystemen und lässt sich in den meisten Klimazonen im Freien einsetzen.
Funktionserweiterungen sind Optionen, welche die Flexibilität eines Frequenzumrichters durch zusätzliche Ein- und Ausgänge sowie das Bereitstellen spezieller Schnittstellen für verschiedene Istwertgeber erhöhen.
Verwenden Sie Filter, um die höchste Zuverlässigkeit und Effizienz bei Frequenzumrichtern in Systemkonfigurationen zu gewährleisten, in denen die Netzqualität und der Motorschutz eine hohe Priorität haben.
Der iC7-Automation bietet Ihnen in jeder Umgebung die erforderliche Zuverlässigkeit und Leistung. Dank Vernetzung, Sicherheit und Intelligenz profitieren Sie mit diesem Frequenzumrichter von den neuesten Entwicklungen im Industrial IoT.
Der gekapselte VACON® NXC ist ein kompakter Frequenzumrichter, der zuverlässig unter rauen Betriebsbedingungen funktioniert, etwa in der Bergbau-, Öl- und Gasindustrie oder Wasser- und Abwasserbranche. Das klimatisierte Gehäuse verlängert die Lebensdauer und gewährleistet einen störungsfreien Betrieb.
Unser Leistungswandler iC7-Hybrid – Ihr idealer Ausgangspunkt zu einer erfolgreichen Energiewende. Profitieren Sie von Energieeinsparungen durch Hybridantriebe und reine Elektroantriebe bei der Leistungswandlung in der Schifffahrt. Optimieren Sie Smart-Grid-Anwendungen wie Energiespeicherung, Landstromversorgung oder Lade- und Elektrolyseanwendungen.
In Kürze verfügbar...
Oberschwingungsverzerrungen wirken sich auf die Netzversorgung aus und führen zu einer schlechten Netzqualität, beeinträchtigen die Zuverlässigkeit und verursachen potenzielle Geräteschäden. Danfoss kann Ihnen helfen, die Auswirkungen von Oberschwingungen zu reduzieren.
Hatten Sie schon einmal mit einem plötzlichen Produktionsausfall zu kämpfen? Die Ursache ist oft eine schlechte Netzqualität aufgrund von Oberschwingungsverzerrungen. Frequenzumrichter können Oberschwingungen reduzieren und so für mehr Stabilität sorgen.
Unser Newsletter ist vollgepackt mit Inhalten rund um Frequenzumrichter: von neuen Produkten bis hin zu Web-Seminaren und vielen weiteren Inhalten. Wie wirken sich Megatrends wie Urbanisierung, Hybridisierung und Digitalisierung auf unsere Branchen aus und an welchen Lösungen arbeiten wir bei Danfoss Drives zum Vorteil Ihres Unternehmens?
Was ist neu an unseren Lösungen, wie können Sie Ihre Produktionslinie optimieren und was tut Danfoss Drives für die Welt? Nehmen Sie an der Diskussion auf unseren sozialen Kanälen teil und bleiben Sie auf dem Laufenden.