Sonel PQM - Leistungsanalysator - Verwendungsbeispiel Nr. 3: Schädliche einphasige Last mit geringer Leistung

Es scheint, dass Low-Power-Geräte wenig Einfluss auf die Stromqualität haben. In der Tat ist es so, wenn sie einzeln gebraucht werden. In großen Bürogebäuden gibt es jedoch ein natürliches Phänomen der Vervielfachung, das bei synchronem Energieverbrauch zu gleichen Zeitpunkten der Spannungssinuswelle nicht ohne Folgen bleibt. Wenn dann noch unzuverlässige Konstruktionslösungen hinzukommen, die sich aus dem Mindestpreiskriterium ergeben, ist Ärger garantiert, sind Probleme garantiert.

Beschreibung des erkannten Problems

Der kontinuierlich laufende Induktionsmotor der Umwälzpumpe in den Kühlwasserkreisläufen der Klimaanlage ist eine nicht optimale Lösung, bringt aber keine Störungen in das Netz ein. Der Einsatz eines Wechselrichters bietet viele weitere Möglichkeiten. Während des Betriebs kam es zu Ausfällen der Pumpenelektronik, wodurch das Gerät mehrfach ausgetauscht werden musste. Kann die Pumpenelektronik durch falsche Stromversorgung beschädigt werden? Gibt es eine andere Erklärung?

Eingesetzte Messmittel

• Analysator Sonel PQM-703 (siehe den Nachfolger von Sonel PQM-711)
• Zangensatz C-6A
• Software Sonel Analysis

 

Abb. 1. MIN/MAX-Abbildung von Spannungen und Strömen während des Betriebs und während einer Stromunterbrechung

 

Während des Dauerbetriebs des Geräts (Abb. 1) kam es zu ungeplanten Versorgungsunterbrechungen. Eine detaillierte Analyse des Verlaufes der Spannungswiederkehr ist unten dargestellt (Abb. 2).

Der Einschaltstrom nach der Spannungswiederkehr hat eine Amplitude von 3 A nicht überschritten (siehe 1), und im festgelegten Betrieb hat der Phasenstrom den Wert von 0,5 A RMS nicht überschritten (siehe 2). Die Effektivwerte des Gerätestroms lassen keine Abweichungen erkennen, die die unverständlichen Ausfälle erklären könnten. 

 

Abb. 2. Abbildung von Spannungen und Strömen während des Anlaufs

 

Vorläufige Schlussfolgerungen

1. Die auftretenden Einschaltströme zum Einschalten der Spannung weisen nicht auf eine mögliche Beschädigung des Gerätes hin.
2. Während des normalen Betriebs verursachte das Gerät aus ungeklärten Gründen einen Anstieg des Momentanstroms über 37 A, wodurch die C-6-Zangen gesättigt wurden.
3. Dieses Verhalten war nicht auf eine Änderung der Betriebsbedingungen oder Spannungsstörungen zurückzuführen und kann durch Konstruktionsfehler des Wechselrichters verursacht worden sein.
4. Im eingeschwungenen Zustand weist die Art des Stroms auf das Fehlen von Tiefpassfiltern hin, was zu hohen Stromanstiegsgeschwindigkeiten und kurzen Flusszeiten führt, wodurch viele Harmonische erzeugt werden.

 

Abb. 3. Oszillographisches Bild von ungewöhnlichem Verhalten

 

Abb. 4. Oszillographisches Bild im stationären Zustand

 

Schlussfolgerungen:

1. Das Gerät erzeugt unzumutbar kurzzeitige Kurzschlusszustände (Abb. 3.), die auf einen Konstruktionsfehler hindeuten können, weil das beschädigte Gerät durch ein baugleiches ersetzt wurde.
2. Sehr ungünstige Eigenschaften des Gerätes (Abb. 4.) durch Stromharmonische.

Empfehlungen

1. Einen Wechsel des Geräteherstellers aus folgenden erwägen:

• auftretende temporäre Kurzschlusszustände,
• keine Filter zur Reduzierung der Oberschwingungspegel von Strömen aus dem Versorgungsnetz.

2. Die Änderung des niedrigste Preiskriteriums auf teures zu erwägen, aber mit fortschrittlichen Interferenzminderungstechnologien, die die Kosten für Ausfallzeiten, Reparaturen und Verluste beseitigen, die durch schlechtere Stromqualität während des Betriebs verursacht werden.

 

Autor:
Krzysztof Lorek