Oberwellen kosten Geld


Wie können Sie im Jahr 250 Euro sparen?


Oberwellen sind Störungen im Versorgungsnetz.

Auch Frequenz-Umrichter oder Wechselrichter können Zusatzschwingungen an der 50 Hz Netzfrequenz verursachen. Stark “Netzverunreinigungen” können angeschlossene Geräte zerstören.
Zwischengeschaltete Transformatoren werden auf jeden Fall zusätzlich geheizt, weil die Verluste im Transformator steigen.
Bemerkenswert ist, dass die Verluste, unabhängig von der Belastung, also der entnommenen Leistung, auftreten. Auch im Leerlauf entstehen die sogenannten Eisenverluste im Trafoblech.

Im Beispiel ist ein Transformator mit sauberem Sinus-Eingang, alternativ mit Oberwellen belastetem Eingang, gerechnet.
Die Baugröße ist 115 kVA, das Gewicht 450 kg.
Angenommener Betrieb: 12 Stunden pro Tag bei 260 Tagen im Jahr.
Strompreis: 0,20 €/kWh

Ohne Oberwellen hat der Trafo 1250 W Verluste, mit Oberwellen 1650 W. Der Unterschied, 400 W, macht im Jahr rund 250,-€ Mehrkosten in der Stromrechnung.
Abhilfe schaffen vorgeschaltete Drosseln, Sinusfilter oder die Verwendung von Trafoblechen, die Oberwellenresistent sind.


Der betrachtete Transformator hat dabei die elektrischen Grunddaten:
Primär: 3 x 480 V / 50-60 Hz
Sekundär: 3 x 208 V / 319 Aeff
Schaltung: Dy5n

Fall 1: saubere 50 Hz Sinusspannung
Fall 2: Es werden auf der Primärseite des Trafos Harmonische mit folgenden Spannungen bzw. auf der Sekundärseite folgende Ströme angenommen.

Fall 2

Harmonische

Frequenz in [Hz]

Spannung in [V]

Strom in [A]

1

50

480

244

3

150

69

140

5

250

49

100

7

350

39

80

9

450

18

35

Technische Änderungen und Verbesserungen vorbehalten. Alle Angaben sind Richtwerte. Abweichungen können möglich sein.

Stand 03/2014


Fall 1 (kornorientiertes Streifenblech) Ohne Oberwellen

Harmonische

Frequenz in [Hz]

Spannung in [V]

Eisenverlustleistung in [VA]

1

50

480

1249

Fall  (kornorientiertes Streifenblech) Mit Oberwellen

Harmonische

Frequenz in [Hz]

Spannung

Eisenverlustleistung in [VA]

1+3+5+7+9

50+150+250+350+450

-

1633

Oberwellen


Kosten/Jahr, die Oberwellen bei kornorientierten Blech M111-35N verursachen:

Kosten/Jahr = 0,20 €/kWh x 0,412 kW x 12 h x 260 T = 257,09 €


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