Überspannungsschutz

Spannungsanstieg in Industrieanlagen – drei Ursachen, Fünf Effekte, und die Minderungslücke

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Die Spannung steigt (1.1–1,8 Pu, 0.5 Zyklen 1 Minuten) kann zu MOV-Ausfällen führen, VFD-Überspannungsauslösungen, Isolationsspannung, und SPS-Neustarts – oft mit Verzögerung, versteckter Schaden. Drei Ursachen: SLG-Fehler am nicht geerdeten MV (max 1.73 pu auf gesunde Phasen), große Lastabweisung, und Kondensatorbankumschaltung. PT. PLN Sibolga Feldkoffer: 3-Phasenfehler erzeugt 1.724 Pu-Schwellung in Phase A – DVR reduziert auf 0.997 pu gleichzeitig mit Erholung des Durchhangs in Phase C.

Wirkung von Utility-induzierte Überspannungen in einem Stahlwerk mit Frequenzumrichter (Praktische Erdung, Bonding, Schirmung und Überspannungsschutz)

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In einem Stahlwerk mit Antrieben mit variabler Drehzahl kam es häufig zu VSD-Auslösungen “Überspannung in Wechselstromleitung” Anzeige trotz normaler Dauerspannung. Die Hauptursache waren netzbedingte Schaltstöße, die für RMS-Voltmeter unsichtbar sind. Der Fall zeigt, warum eine echte PQ-Überwachung mit Transientenerfassung in Einrichtungen mit langen Kabelstrecken und VSD-Lasten unerlässlich ist.

Verteilte Stromerzeugung und Power Quality

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Segment des belgischen MV-Verteilungsnetzes zur Untersuchung der Auswirkungen dezentraler Erzeugungstechnologien (Wind, PV, BHKW) auf Stromqualität und Spannungsstabilität. Vier Kabelzuführungen von a 14 MVA 70/10 kV-Transformator. Die Analyse zeigt, wie sich die DG-Penetration auf Spannungsprofile auswirkt, harmonische Injektion, und Spannungsstabilität – mit praktischen Auswirkungen auf die Netzplanung mit hoher DG-Penetration.

Voltage Reduction (MicroPlanet Technology Corp)

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Über 90% der weltweiten Anlagen arbeiten mit höheren Spannungen als erforderlich – eine Folge der Auslegung des Verteilungsnetzes, die am anderen Ende der Einspeisung eine Mindestspannung liefert. Die Spannungsreduzierungstechnologie von MicroPlanet erfasst verschwendete Energie, indem Geräte mit optimaler Spannung betrieben werden, Reduzierung der Wärmeverluste in elektronischen Komponenten, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.

Solar-Power Generation (HIOKI)

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Solar-PV-Stromaufbereiter halten die Leistung aufrecht, indem sie die Netzspannung und -frequenz überwachen – versagen jedoch, wenn die Netzspannung über den Schwellenwert steigt oder die Frequenz abweicht. Zu den Problemen gehören Wechselrichterauslösungen, Unfähigkeit, Strom aufgrund von Überspannung zurückzuverkaufen, und Einspeisung von Oberwellen höherer Ordnung aus benachbarten PV-Systemen. Die Feldmessung identifiziert die dominierende Störungsart.

Spannungseinbruch bei einer Fabrik (HIOKI)

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In einer südostasiatischen Fabrik mit einem 100-V-Einphasenstromkreis kam es zu beschädigten Netzteilen. Zweiwöchige Überwachung ergab große Spannungsschwankungen von ±50 V dazwischen 9 PM und 9 Morgens jeden Abend – korreliert mit den Lastmustern in der Nachbarschaft. Ereignisdaten bestätigten Spannungseinbrüche 75 Vrms und schwillt an 125 Vrms. Außerhalb der Hauptverkehrszeiten lag die Versorgungsqualität weit außerhalb der akzeptablen Grenzen.

Transiente Überspannungen (HIOKI)

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Ein werkseitiger 200-V-Dreiphasenstromkreis zeichnete auf allen drei Phasen gleichzeitig wiederkehrende transiente Überspannungen auf – die zweimal pro Grundzyklus auftraten 820 µs-Abstand, zwischen 10 kHz und 30 kHz, Spitzenspannung bei 120–260 V. Das gleichzeitige Auftreten von drei Phasen und das präzise Zeitmuster weisen auf ein Resonanzphänomen hin, Kein Schaltereignis – Grundursache unbestimmt.

Schalten eines Power Factor Compensation Kondensator (HIOKI)

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Schäden an der Stromversorgung der Ausrüstung, die auf vorübergehende Überspannungen zurückzuführen sind, die durch das Schalten von Leistungsfaktor-Korrekturkondensatoren innerhalb der Anlage verursacht wurden. Die Schaltwellenform breitete sich ohne Filterung durch den Niederspannungskreis aus und wurde beim Ausschalten mit Impulstransienten kombiniert, Dadurch entstehen schädliche Spannungsspitzen. Eine Filtervorrichtung an der Kondensatorbank hätte die Geräteausfälle verhindert.

Transient von Glow Neonlicht hervorgerufen (Hioki)

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Glühlampenbeleuchtung erzeugt vorübergehende Überspannungen, wenn die Glühlampe die Aufwärmphase einleitet – ein bekanntes, aber häufig übersehenes Phänomen. Der Übergang tritt bei der ersten Zündung auf und kann sich auf in der Nähe befindliche elektronische Geräte auswirken, die an denselben Stromkreis angeschlossen sind. Die Messung zeigt die Wellenformeigenschaften und schlägt Schwellenwerteinstellungen für die Ereigniserkennung vor.

Rural Transformator Ausfall (Fluke)

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Ausfall eines ländlichen Transformators am Ende einer Mittelspannungszuleitung, die einen Wohnkomplex versorgt, Molkerei, und Golfplatz. Untersuchungen von Fluke ergaben, dass der Transformator aufgrund anhaltender Überlastung in Kombination mit Oberschwingungsströmen einer Pumpe mit variabler Drehzahl im Milchviehbetrieb ausfiel. Zeigt, dass Oberschwingungen durch zusätzliche Wicklungsverluste zum Ausfall von Transformatoren beitragen – selbst in ländlichen Gebieten “sauber” Lasten.

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