Power Quality Monitoring – PQM

Mit PQM die Hochverfügbarkeit von elektrischen Anlagen sicherstellen

Dipl.-Wirt.-Ing. Michael Faust, T-MTS, Dipl.-Ing. Sandra Schiffke, T-MTS

In heutigen Stromversorgungsnetzen kommt es durch den vermehrten Einsatz moderner Leistungselektronik immer häufiger zu Netzstörungen. Ursache hierfür sind nicht-lineare Betriebsmittel wie Frequenzumrichter, Schaltnetzteile, USV-Anlagen oder elektronische Vorschaltgeräte. Diese verzerren die typische Sinus- Kurve des Stroms und beaufschlagen ihn mit unterschiedlichen Frequenzen – dies kann als „Schmutziger Strom“ bezeichnet werden. Es ergeben sich Netzrückwirkungen, die auch benachbarte Verbraucher in ihrem Betrieb auf unterschiedliche Weise stören können. Das reicht von eingeschränkter Funktionalität oder verkürzter Lebensdauer der Geräte über erhöhten Energieverbrauch von Antrieben bis hin zu Netzausfall und Brandgefahr im Leitungsnetz. Durch die systematische Überwachung der Netzqualität mit Bender Power Quality Monitoring (PQM) werden hohe Verfügbarkeit und störungsfreier Betrieb der Stromversorgung sichergestellt.

Zwar können auch klassische Verbraucher Power Quality-Probleme im Netz verursachen ( z. B. Spannungseinbrüche beim Anlauf großer Maschinen – hieraus resultiert sog. Flicker ), die häufigsten Probleme werden jedoch durch Oberschwingungsanteile im Betriebsstrom elektronischer Geräte erzeugt. Normativ werden diese Phänomene und deren Auswirkungen bereits behandelt. So verlangt beispielsweise die DIN VDE 0100-430 ( VDE 0100-430 ): 2010-101 eine Überlasterfassung für den Neutralleiter, wenn eine übermäßige Belastung durch Oberschwingungen zu erwarten ist. Setzt man die Empfehlungen der zitierten Norm um, können Zerstörungen des Neutralleiters durch rechtzeitiges Auslösen des Schutzorgans verhindert werden.

In der Praxis wird damit jedoch das Problem nur in einen anderen Bereich verlagert: die Brandgefahr und das Risiko einer Zerstörung des Neutralleiters wird durch Abschaltung aufgehoben. Dann ist der Betrieb der elektrischen Anlage zwar sicherer, aber die Verfügbarkeit nimmt durch häufige Ausfallzeiten ab. Abhilfe schafft hier eine Überwachung mit Power Quality and Energy Measurement (PEM). Die permanente Überwachung der Netzqualität entspricht dem Bender-Grundsatz: „Melden statt Schalten“. So werden potenziell gefährliche Situationen frühzeitig erkannt und gemeldet – das schafft ausreichend Zeit, Abhilfemaßnahmen zu ergreifen, ohne das Betriebsmittel oder die ganze Anlage abschalten zu müssen. Beim Beispiel des überwachten Neutralleiters können im Falle einer Überlastung über Schaltsignale weniger relevante Verbraucher abgeschaltet werden, bevor durch die Auslösung des Schutzorgans die gesamte Versorgung unterbrochen wird. […]