Interaktionsphänomen zwischen verschiedenen Oberschwingungsordnungen bei Lasten mit pulsierenden Strömen

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In elektrischen Versorgungsnetzen gibt es eine große Anzahl an Verbrauchern, die nichtlineare Eigenschaften aufweisen. Diese Verbraucher können signifikante Quellen von leitungsgeführten Störungen sein, die grundsätzlich in Form von Stromoberschwingungen auftreten. Die dadurch ins Netz eingespeisten harmonischen Ströme breiten sich im Netz aus und interferieren miteinander. Dadurch können im Netz unerwünschte Betriebszustände (z. B Resonanzen) entstehen. Um diese Betriebszustände zu vermeiden sind die Untersuchungen der Phänomene der Entstehung von Stromharmonischen und deren Ausbreitung von großer Bedeutung. Besonders gefährlich für den Netzbetrieb sind diejenigen Verbraucher, die durch große aufgenommene, impulsförmige Ströme gekennzeichnet sind. Diese Verbraucher generieren einen, in Bezug auf die Grundfrequenz eines Systems, erheblichen Anteil von Oberschwingungen und sind als Hauptquellen von höheren harmonischen Strömen im Verteilungsnetz zu betrachten. Um die Ausbreitung der harmonischen Ströme im Netz zu untersuchen, benötigt man mathematische Nachbildungen, die das Verhalten von Verbrauchern exakt widerspiegeln. Bei der Bildung von mathematischen Modellen der Lasten ist jedoch ein Verifikationsverfahren notwendig, das die erstellten Modelle mit dem tatsächlichen Verhalten der Last zu vergleichen erlaubt. In diesem Beitrag werden Ergebnisse der Untersuchungen dargestellt, die durch bestimmte Vorgehensweise zur Verbesserung der Modellierung von nichtlinearen Lasten führen. Aufgrund der Messungen an dem mit großer pulsierender Leistung (350 [kVA]) betriebenen elektronischen Verbraucher (Widerstandschweißmaschine – Quelle von Oberschwingungen) wurde dessen hardwareimplementiertes Modell (350 [VA], Lastmodell) erstellt, das als skaliertes Äquivalent dieses Verbrauchers zu betrachten ist. Durch die Leistungsverringerung ist es möglich, das Lastmodell mittels eines gesteuerten Leistungsverstärkers kontrolliert zu versorgen und es bei verschiedenen Einspeisebedingungen im Hinblick auf den Oberschwingungsgehalt zu untersuchen.