Netzqualität

NETZQUALITÄT | POWER QUALITY

Die Netzqualität ist der Grundbaustein für sichere und effiziente Anlagen. Dank unseren Lösungen kann die Lebensdauer von Anlagekomponenten verlängert und der Stromverbrauch stark reduziert werden. Dies führt zu einer langfristigen Abnahme der Kosten bei gleichzeitiger Erhöhung der Sicherheit und Reduktion der negativen Auswirkungen auf die Umwelt.

Um dieses Versprechen halten zu können bieten wir Ihnen gemeinsam mit unseren Partnern «Atlas Umwelt» und «Sinexcel» die Möglichkeit einer Gesamtlösung an.

FAKTOREN DER NETZQUALITÄT

WARUM NETZQUALITÄT WICHTIG IST

Eine gute Netzqualität bildet die Basis für eine effiziente und funktionierende Produktion. Hierzu benötigt man einerseits eine optimale Netzspannung, andererseits ein funktionierendes Stromnetz. Die am häufigsten auftretenden Probleme, welche zu einer Reduktion der Netzqualität führen, sind Blindleistungen, Oberwellen und Spannungseinbrüche.

Blindleistung

Die Blindleistung ist der Teil der elektrischen Energie, der zwar transportiert, aber im Verbraucher nicht umgewandelt wird und somit nicht nutzbar ist. Dieser Teil der Energie tritt auf, wenn ein Verbraucher mit Wechselstrom betrieben wird. Industrielle Betriebe, welche eine grosse Menge an Strom verbrauchen, müssen nicht nur die Wirkleistung, sondern auch die Blindleistung bezahlen. Zusätzlich zum finanziellen Aspekt führt der Blindstrom zu einer höheren Belastung der Leitungen und Transformatoren.

Induktive oder kapazitive Lasten führen zu einer Verschiebung zwischen der Spannungskurve und der Stromkurve.

Entstehung Blindstrom

  • Erhöhte Strombelastung der Kabel und dadurch verringerte Effizienz
  • Erhöhte Energiekosten aufgrund der Verrechnung der Blindleistung durch den Energielieferanten

In der Schweiz in den Werksvorschriften der Energielieferanten reglementiert:
cos(φ) > 0.90-0.94

Oberwellen

Eine Oberwelle ist eine harmonische Schwingung, deren Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Grundfrequenz ist. 

Oberwellen entstehen, wenn die elektrische Spannung aufgrund von nichtlinearen Lasten verzerrt wird. Durch die digitale Stromwandlung entstehen die Vielfachen der Grundschwingung und somit die Verzerrung des Grundschwinungsstroms.

Oberschwinungen Entstehung

  • Überlastung von Kabeln, Transformatoren und Anlagen
  • Überbeanspruchung und Zerstörung von Kondensatoren
  • Zusätzliche Erwärmung, schnellere Gerätealterung und störende Geräuschentwicklung (Brummen)
  • Funktionsstörungen bei Rundsteuerempfängern, IT-Systemabstürze und weitere FehlfunktionenB. bei der Steuerung von Stromrichtern durch Mehrfachnulldurchgänge
  • Erhöhte Strombelastung des Neutralleiters (Abbrennen) und Korrosion an Rohrleitungen bis hin zu Lochfrass
  • Unkontrolliertes Abschalten von Betriebsmitteln in industriellen Anlagen
  • Elektrokomponenten werden mit schlechterem Wirkungsgrad betrieben

International bestehen diverse Regulierungen. In der Schweiz bis anhin keine Reglementierung, jedoch Emissionsgrenzwerte und Anschlussgesuche, welche genehmigt werden müssen.

Die aktuell angewendeten technischen Regeln sind:

  • D-A-CH-CZ
  • EN61000-2-X

Spannungseinbrüche

Ein Spannungseinbruch ist ein kurzzeitiges Absinken der Netzspannung. Gemäss der europäischen Norm EN 50160 versteht man darunter einen Einbruch der Nennspannung mit folgenden Voraussetzungen:

  • Dauer von mindestens 10 ms
  • weniger als 90% der vereinbarten Versorgungsspannung verfügbar

Fällt die Nennspannung auf 0% spricht man nicht mehr von einem Spannungseinbruch, sondern von einem Spannungsunterbruch.

Ereignisse, die einen kurzzeitigen Einbruch in der Spannungsversorgung bewirken. Mögliche Beispiele sind Blitzeinschläge, Tiere, Verkehrsunfälle, Bauunfälle, Netzumschaltungen & -manipulationen, sowie Zuschaltung grosser Verbraucher.

Spannungseinbrüche Entstehung

  • Unkontrollierte Produktionsstopps, die einen kompletten Neustart zur Folge haben
  • Produktionsstopps mit langer Wartungszeit für Wiederinbetriebnahme
  • Material in der Produktion muss ausgesondert werden.
  • Negativer Einfluss auf die Lieferzeiten
  • Kürzere Lebensdauer der Infrastruktur und elektronischer Komponenten
  • Es bestehen IEEE Standards.
  • Aktuelle technische Regel D-A-CH-CZ oder EN61000-2-X
  • Thema Flicker

Um diesen Problemen entgegenzuwirken wurden deshalb spezifische Lösungen entwickelt. So können einerseits die Energiekosten reduziert und andererseits Stromunterbrüche und Produktionsausfälle minimiert und die Lebensdauer der Anlagen verlängert werden. Um für unsere Kunden den grössten Mehrwert erzielen zu können, setzen wir bei Tophinke und Atlas Umwelt auf Gesamtlösungen.

DIENSTLEISTUNGS-UMFANG

GESAMTLÖSUNG

Berechnung, Messung und Simulation der kompletten Lösung
Einfacher und schneller Service sowie Austausch der Produkte - Störungsbehebung und aktives Life-Cycle-Management

UNSERE LÖSUNGEN

MASSGESCHNEIDERT | HOCHWERTIG | EFFIZIENT | NACHHALTIG

Blindstromkompensator (SVG)

Hohe Blindleistung, welche erhöhte Energiekosten verursacht und die Belastung der Leitungen und Transformatoren erhöht.

  • Erfasst den Strom, der von den linearen und nichtlinearen Lasten dem Netz entnommen wird.
  • Ermittlung der Blindleistungsanteile und Verarbeitung in einer digitalen Regelungsstruktur
  • Verarbeitung und Ausgleich von Asymmetrien im Netz
  • Lieferung des Kompensationsstroms, der den Blindleistungsanteil der Last kompensiert, so dass das Netz nur den parametrierten cos(φ) sieht.
  • Stufenlose und schnelle Kompensation (<15ms)
  • Kompensation von induktiven und kapazitiven Lasten
  • Unempfindlich auf Oberwellen
  • Ausgleich von Netz-Asymmetrien
  • Geringe Wartungskosten
  • Platzsparend

Aktivfilter (AHF)

Starke Oberschwingungen, welche die Belastung der Kabel, Transformatoren, Anlagen etc. stark erhöht und zu Anlage-Ausfällen führen können.

  • Erfassung des Stroms, welcher von linearen und nichtlinearen Lasten dem Netz entnommen wird.
  • Ermittlung der Oberschwingungs- & Blindleistungsanteile
  • Verarbeitung und Ausgleich von Asymmetrien im Netz.
  • Lieferung des nötigen Kompensationsstroms, der den Oberschwingungs- & Blindleistungsanteil der Last kompensiert, so dass das Netz nur noch einen Grund-schwingungsstrom zur Verfügung stellen muss.
  • Reduktion des Strom-Oberschwingungsgehalts
  • Kompensation von Strom-Oberschwingungen und Grundschwingungsblindleistung
  • Ausgleich von Netz-Asymmetrien
  • Kompensationsgrad jeder einzelnen Oberschwingung frei einstellbar
  • Die Kompensationsstrategie ist zudem während des laufenden Betriebes änderbar

Spannungsglätter (AVC)

Spannungseinbrüche, welche zu Komplettausfällen der Produktion führen können.

  • Der aktive Spannungs-Stabilisator AVC beinhaltet eine mit Superkondensatoren ausgerüstete Energiespeicher- & Umrichter-Einheit.
  • Bei einem Spannungseinbruch wird der Umrichter sofort vom Netz getrennt. Dies verhindert, dass die Superkondensatoren Energie an das Netz liefern.
  • Die Umrichter Einheit wandelt die Energie der Superkondensatoren um und gibt diese an die Lastseite ab.
  • Angeschlossene Verbraucher erkennen keinen Spannungseinbruch und laufen normal weiter.
  • Perfekte Stabilisierung von Spannungseinbrüchen von 0 – 100%
  • Schnelle Spannungsstabilisierung innerhalb einer Reaktionszeit von 5ms.
  • Redundante Konzeption des Umrichters
  • Schutz vor Energierückfluss und Eliminierung nachgelagerter Störungen.
  • Verhinderung von Produktionsausfällen
  • Niedrige Betriebskosten
  • Wartungsfrei und platzsparend

MODULARITÄT

Die hohe Modularität bietet dem Kunden viel Flexibilität. Kein anderer Hersteller kann derzeit ein so breites Portfolio und derart gute Skalierbarkeit der Module anbieten. Zudem können Blindleistungskompensations- & Aktivfiltermodule im gleichen Schrank verwendet werden.

RESONANZERKENNUNG

Unsere Produkte passen sich automatisch dem Energienetz vor Ort an und können dieses erlernen. Die Kompensation wird somit gezielt und nur auf die betroffenen Oberwellen angewendet.

PLUG-TYPE

Einzigartiger Plug & Play Systemschrank, welcher die Erweiterung der Filterleistung mittels einfachem Einschub von Modulen und Anpassung von 2 Parametern möglich macht.

BEDIENOBERFLÄCHE

Die Produkte verfügen über einen 4.3 oder 7 Zoll Display, welche die gemessenen Ströme und Auswertungen direkt grafisch darstellen.

NETZQUALITÄT

UNSER PARTNER SINEXCEL

Erfahrung

Sinexcel ist Weltmarktführer im Bereich Netzqualität und verfügt über namhafte nationale wie auch globale Referenzen.

Innovation

Einen Drittel der Belegschaft sind bei Sinexcel in der Forschung und Entwicklung tätig. So kann das Unternehmen äusserst reaktionsfähig und innovativ am Markt präsent sein.

Qualitäts- und Preisführer

Sinexcel hat das Ziel im Schweizer Markt gemeinsam mit Atlas Umwelt und Tophinke Qualitäts- als auch Preisführer zu sein. Dies immer im Zusammenhang mit einem vollumfänglichen Service und Weitblick für die Projekte der Kunden.

Kernkompetenz Leistungselektronik

Die Produkte im Bereich Oberwellenkompensation, aktive Blindleistungskompensation und Spannungsglätter, sowie USV/Batterieanlagen bilden die Kernkompetenz von Sinexcel.

REFERENZEN

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Tschopp Holzbau AG | Netzqualität
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HOCHDORF Swiss Nutrition | Netzqualität
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Bell Schweiz AG | Netzqualität
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AVA Altenrhein | Netzqualität
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Model AG | Netzqualität

ANSPRECHPERSONEN

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Dütsch Peter

Leiter Standort St. Gallen

p.duetsch@tophinke.ch | +41 71 992 00 61

Kleinert Frank

Leiter Verkauf Schaltschrankbau und Senior Projektleiter

f.kleinert@tophinke.ch | +41 41 914 00 76