Die Verwendung nichtlinearer Lasten wie leistungselektronikbasierter Geräte und elektrischer Öfen hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen. Solche Lasten beeinträchtigen die Stromqualität des Netzes, mit dem sie verbunden sind. Ein wichtiges Merkmal zur Definition der Stromqualität ist die harmonische Verzerrung.
Harmonische Verzerrung in einem Netzwerk führt zu:
- Überhitzung von Geräten
- Isolationsausfällen aufgrund von Überhitzung und höheren Spannungsstößen als die Nennfundamentalspannung (50Hz oder 60Hz) der sinusförmigen Signal
- Fehlfunktionen von Geräten (falsche Nullüberwachung bei leistungselektronischen Geräten)
- Kommunikationsstörungen
- Erhöhtem Geräusch in elektrischen Maschinen
- Fehlfunktionen von Sicherungen und Leistungsschaltern
Passive harmonische Filter sind die am häufigsten verwendeten Geräte zur Reduzierung der harmonischen Verzerrung in einem Netzwerk. Diese Filter bestehen aus passiven RLC-Komponenten, d.h. Widerständen, Induktivitäten und Kapazitäten.
Die Induktivitäten (drosselspulen) in diesen Filtern bieten zusammen mit den im harmonischen Filter vorhandenen Kondensatoren einen Resonanzpfad. Durch die geeignete Abstimmung der Resonanzfrequenz eines harmonischen Filters können unerwünschte harmonische Ströme, die von den nichtlinearen Lasten injiziert werden, davon abgehalten werden, in das elektrische Netz zu gelangen. Dies ist eine sehr wichtige Maßnahme zur Reduzierung der harmonischen Verzerrung in einem Netzwerk.
Harmonische Filterdrosselspulen können in einparametrischen, zweiter Ordnung und C-Typ-Filtern entsprechend der Lastart und dem Zweck eingesetzt werden. Darüber hinaus können sie in Verbindung mit flexiblen Wechselstromübertragungssystemen (FACTS) wie statischen VAr-Kompensatoren (SVC), statischen synchronen Kompensatoren (STATCOM) und Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HVDC) verwendet werden, um die Menge an Harmonischen zu reduzieren, die von diesen Systemen in das elektrische Netz injiziert werden.
Auf der Mittelspannungsebene werden normalerweise luftkernbasierte trockene drosselspulen als harmonische Filterdrosselspulen eingesetzt. Da sie keinen magnetischen Kern haben, sind Luftkerndrosselspulen frei von Sättigung. Sie können sowohl im Freien als auch im Innenbereich installiert werden, solange der magnetische Flussweg während der Installation berücksichtigt wird, um sich von ferromagnetischem Material fernzuhalten.
In einigen industriellen Anwendungen wie Lichtbogenöfen und Pfannenofenöfen ist es entscheidend, bestimmte Harmonische herauszufiltern, ohne die bestehenden Interharmonischen zu verstärken. Andernfalls können übermäßige Erwärmung oder Überspannungen auftreten, die die Geräte beschädigen oder zumindest deren Lebensdauer verringern können. Darüber hinaus sind industrielle Kunden verpflichtet, die in Standards wie IEEE 519.92 definierten Grenzwerte für harmonische Ströme und Spannungen einzuhalten, die sich nach dem Spannungsniveau und dem Verhältnis von Kurzschlussleistung zu Lastleistung richten. Daher ist ein sorgfältiges Design der Abstimmfrequenz und der Bewertung der Drosselspulen wichtig und muss ein breites Frequenzband berücksichtigen, das sowohl die Harmonischen als auch die Interharmonischen umfasst.
Alle Hilkar Luftkern-Harmonischen Filterdrosselspulen werden individuell für verschiedene Anwendungen konzipiert. Die Designs berücksichtigen die Spannung, den Strom, die Induktivität, die Art der Anwendung (oder Filtertyp), Harmonische, Interharmonische, Größe, transiente Ereignisse wie Schaltungen und Verlustmerkmale, um das effizienteste Design zu den wirtschaftlichsten Preisen bereitzustellen. Alle Routineprüfungen werden gemäß EN 60289 oder anderen Standards durchgeführt, je nach Kundenwunsch. Prüfberichte sind auf Anfrage erhältlich. Alle Prüfberichte werden dem Kunden übermittelt. Das grundlegende Testprogramm umfasst einige oder alle der folgenden Prüfungen:
- Routineprüfungen (Induktivität, Widerstand, einminütiger AC-Isolationsspannungsbeständigkeitstest und Impuls-Spannungsbeständigkeitstest)
- Kurzschlussbeständigkeitstest
- Temperaturanstiegstest
- Geräuschpegeltest
- Erdbebentest
