Untersuchung der Störgrößenemission von Leistungswechselrichtern oberhalb der 50. Harmonischen durch Magnetfeldmessungen

Conference: Internationaler ETG-Kongress 2013 – Energieversorgung auf dem Weg nach 2050 - Symposium 1: Security in Critical Infrastructures Today
11/05/2013 - 11/06/2013 at Berlin, Deutschland

Proceedings: Internationaler ETG-Kongress 2013 – Energieversorgung auf dem Weg nach 2050

Pages: 6Language: germanTyp: PDF

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Authors:
Hermanns, Kevin (TU Darmstadt, Institut für Stromrichtertechnik und Antriebsregelung, Darmstadt, Deutschland)

Abstract:
Die zunehmende Verwendung von Leistungswechselrichtern innerhalb des elektrischen Energieversorgungssystems geht einher mit einer steigenden Emission elektromagnetischer Felder und Wellen sowie der damit verbundenen Möglichkeit einer störenden Beeinflussung anderer elektrischer Geräte und Systeme. Gemeinhin werden gerade Leistungswechselrichter nach dem Multilevelprinzip unter dem Aspekt möglicher Störungen als sehr positiv betrachtet. Die vorliegende Ausarbeitung wirft einen kritischen Blick auf die Fragestellung, ob diese Betrachtung lediglich für den bereits normativ erfassten Bereich bis zur 50. Harmonischen der Grundschwingung gilt oder auch für den gesamten spektralen Bereich. Zunächst werden anhand einer theoretischen Betrachtung die Einflussfaktoren des Wechselrichterbetriebs auf das angeregte Spektrum betrachtet und gegeneinander abgewogen. Hierbei sollen vor allem die Spannungssteilheit der Schaltereignisse, die Schaltamplitude, die Anzahl der Schaltereignisse bezogen auf eine Grundschwingungsperiode und deren Verteilung über diese diskutiert werden. Zur Einordnung der Ergebnisse findet für alle Parameter ein Vergleich mit dem angeregten Spektrum eines Zweipunktwechselrichters statt. Der Fokus liegt hierbei auf den oberhalb der 50. Harmonischen der Grundschwingung angeregten Oberschwingungen, da dieser Bereich bezüglich der Power Quality bisher keinerlei normative Berücksichtigung findet, aber in Bezug auf die Funkentstörung gerade im Bereich der Lang- bis Kurzwelle relevant ist. Des Weiteren werden innerhalb der Ausarbeitung erste Ergebnisse von Messungen vorgestellt, die zur kontaktlosen Bestimmung der Frequenzanteile oberhalb der 50. Harmonischen an einem Konverter zur Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) durchgeführt wurden. Bei dem untersuchten Konverter handelt es sich um einen Zweipunktwechselrichter mit einer Leistung von 400 MW. Abgeschlossen werden die Ausführungen durch das Aufzeigen möglicher Störpotentiale und der Diskussion der Schwierigkeiten bei der Quantifizierung der gemessenen Feldstärken.