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Messung und Analyse der NetzqualitätStromqualität messen und Energienetze optimieren

Die Netzqualitätsanalysatoren von Dewesoft messen die wichtigsten Netzqualitätsparameter in Übereinstimmung mit der Norm IEC 61000-4-30 Klasse A. Im Gegensatz zu anderen Netzqualitätsmessgeräten bieten unsere Analysatoren eine detailliertere Netzqualitätsanalyse, einschließlich Rohdatenspeicherung, Fehlerverhaltensanalyse, Oberschwingungen und die Berechnung zusätzlicher elektrischer und auch mechanischer Parameter.

15 MS/s/ch

15 MS/s/ch

5-MHz-Bandbreite

5-MHz-Bandbreite

Spannung

Spannung

Höhere Spannungen

Höhere Spannungen

Isolierung CAT II 1000 V

Isolierung CAT II 1000 V

Isolierung CAT III 600 V

Isolierung CAT III 600 V

Strom

Strom

AC-Strom

AC-Strom

DC-Strom

DC-Strom

DSI-Adapter kompatibel

DSI-Adapter kompatibel

TEDS Unterstützung

TEDS Unterstützung

RPM

RPM

Geschwindigkeit

Geschwindigkeit

Drehmoment

Drehmoment

Video

Video

Hochgeschwindigkeits-Video

Hochgeschwindigkeits-Video

Thermo-Kamera

Thermo-Kamera

Digitale IO

Digitale IO

CAN-Bus

CAN-Bus

XCP/CCP

XCP/CCP

J1939

J1939

GPS und GLONASS

GPS und GLONASS

IRIG- und GPS-Zeitcode

IRIG- und GPS-Zeitcode

PTP-Synchronisierung

PTP-Synchronisierung

Touchscreen

Touchscreen

SD-Karte

SD-Karte

openDAQ-konform

openDAQ-konform

Messung und Analyse der Netzqualität Highlights

Oberschwingungen bis zu 150 kHz

Messung und Analyse von Oberschwingungen für Spannung, Strom und Gesamtoberschwingungsverzerrung (THD) bei Frequenzen bis 150 kHz in Übereinstimmung mit den Richtlinien der Norm IEC-61000-4-7.

THD-Berechnung

Die Netzqualitätsanalysatoren von Dewesoft können die gesamte harmonische Verzerrung (THD) sowohl für Spannung als auch für Strom bis zur 3000sten harmonischen Ordnung berechnen.

Zwischenharmonische und höhere Frequenzen

Die Netzqualitätsanalysatoren von Dewesoft messen und analysieren Zwischenharmonische und höhere Frequenzen und gruppieren höhere Frequenzelemente in 200-Hz-Bändern bis zu 150 kHz.

Flicker, Flickeremissionen und RVCs

Dewesoft-Netzqualitätsanalysatoren berechnen automatisch Flicker- und Flicker-Emissionsparameter gemäß den Normen IEC 61000-4-15 und IEC 61400-21-1

Visualisierungen in Echtzeit

Schnelle und anpassbare visuelle Anzeigen für FFT, harmonische FFT und Wasserfall-FFT bieten visuelles Feedback in Echtzeit und machen diese Lösung zu einem hervorragenden Netzqualitätsmonitor.

Speicherung von Rohdaten

Die Messsoftware DewesoftX verfügt über eine einfach zu bedienende Signalverarbeitungs-Engine. Berechnungen können in Echtzeit während der Messung oder im Post-Processing durchgeführt werden. Dewesoft-Netzqualitätsanalysatoren speichern Rohdaten und ermöglichen so eine Neuberechnung der Parameter während der Nachbearbeitung.

Flexible Konfigurationen

Wir bieten flexible Systemkonfigurationen, von Systemen mit Hunderten von Eingangskanälen bis hin zu Systemen mit modularer und verteilbarer Architektur, einfacher Netzwerkanbindung und PTP-Synchronisation. Für den Einsatz vor Ort bieten wir kompakte, tragbare Netzqualitätsanalysatoren mit integrierten Displays, CPUs, Datenspeichern und Batterien für volle Autonomie.

Inklusive Software

Jedes Dewesoft Datenerfassungssystem wird mit der preisgekrönten DewesoftX Datenerfassungssoftware geliefert. Die Software ist einfach zu bedienen, bietet jedoch maximale Funktionalität. Alle Software-Updates sind für immer kostenlos, ohne versteckte Lizenz- oder jährliche Wartungsgebühren.

Dewesoft Qualität und 7 Jahre Garantie

Genießen Sie unsere branchenführende 7-Jahres-Garantie, jährliche Kalibrierung vorausgesetzt. Unsere Datenerfassungssysteme werden in Europa hergestellt, wobei nur die höchsten Qualitätsstandards zur Anwendung kommen. Wir bieten kostenlosen und kundenorientierten technischen Support. Ihre Investition in die Lösungen von Dewesoft ist für viele Jahre gesichert.

Was ist Netzqualität?

Der Begriff Netzqualität bezieht sich auf die Stabilität und Konsistenz der an die Geräte gelieferten elektrischen Energie. Sie umfasst verschiedene Parameter, darunter Spannung, Frequenz und Wellenform, die sicherstellen, dass elektrische Geräte effizient und zuverlässig arbeiten. Eine hohe Netzqualität bedeutet, dass die Stromversorgung frei von Unterbrechungen, Schwankungen und Verzerrungen ist, die andernfalls zu Gerätefehlfunktionen, verminderter Effizienz oder sogar zu Schäden führen können.

Warum brauchen wir Netzqualitätsanalysatoren?

Netzqualitätsanalysatoren (PQAs) sind unverzichtbare Instrumente zur Bewertung und Aufrechterhaltung der Qualität der elektrischen Energie. Hier erfahren Sie, warum sie so wichtig sind:

  1. Identifizierung von Machtproblemen: PQAs helfen bei der Erkennung von Netzstörungen wie Spannungseinbrüchen, Überspannungen, Transienten und Oberschwingungen, die die Leistung der Geräte beeinträchtigen können.

  2. Vorbeugung von Geräteschäden: Durch die Überwachung der Netzqualität können PQAs Schäden an empfindlichen elektronischen Geräten verhindern, die durch schlechte Netzbedingungen verursacht werden, und so die Lebensdauer der Geräte verlängern.

  3. Verbesserung der Energieeffizienz: Die Analyse der Netzqualität hilft bei der Ermittlung von Ineffizienzen und Verlusten im Stromnetz und ermöglicht Korrekturmaßnahmen zur Verbesserung der Gesamtenergieeffizienz.

  4. Sicherstellung der Einhaltung: Viele Branchen müssen bestimmte Normen für die Netzqualität einhalten. PQAs stellen sicher, dass Stromversorgungssysteme diese gesetzlichen Anforderungen erfüllen, um mögliche Geldbußen und Strafen zu vermeiden.

  5. Verbesserung der Zuverlässigkeit und Leistung: Eine gleichbleibende Stromqualität ist entscheidend für den zuverlässigen Betrieb von Industrieprozessen, Rechenzentren, Gesundheitseinrichtungen und anderen kritischen Infrastrukturen. PQAs tragen zur Aufrechterhaltung der Leistung und Zuverlässigkeit dieser Systeme bei.

  6. Datengestützte Entscheidungsfindung: PQAs liefern detaillierte Daten und Einblicke in die Netzqualität und ermöglichen fundierte Entscheidungen für die Wartung, Aufrüstung und Optimierung von Stromversorgungssystemen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Netzqualitätsanalysatoren für die Aufrechterhaltung der Integrität und Effizienz elektrischer Systeme, den Schutz von Geräten und die Einhaltung von Vorschriften unerlässlich sind. Sie spielen eine entscheidende Rolle im modernen Energiemanagement und in der Systemzuverlässigkeit. Die Netzqualitätsanalysatoren von Dewesoft können in allen genannten Schritten eingesetzt werden und bieten die flexibelste Netzqualitätsanalyselösung auf dem heutigen Markt.

Einführung in den Dewesoft Power Quality Analyzer (PQA)

Dewesoft hat eine robuste Hardware-Plattform mit High-End-Signalkonditionierung und robusten Softwarefunktionen kombiniert, um den weltweit leistungsfähigsten Power Quality Analyzer (PQA) zu entwickeln. Dieses Gerät eröffnet völlig neue Möglichkeiten für Ingenieure, die Netzqualitätsanalysen durchführen.

Die Dewesoft-Netzqualitätsanalysatoren können die Parameter gemäß der Norm IEC 61000-4-30 Klasse A. Im Vergleich zu herkömmlichen Netzqualitätsanalysatoren ist es möglich, detailliertere Analysen durchzuführen (z. B. Speicherung von Rohdaten, Verhalten bei Störungen, Berechnung zusätzlicher Parameter usw.).

Wesentliche Merkmale:

  • Umfassende Berechnungen der Leistungsparameter:

    • Berechnet über 100 Leistungsparameter, einschließlich P, Q, S, PF, cos phi und mehr.

    • Möglichkeit zur vollständigen Aufzeichnung von Rohdaten.

  • Fortgeschrittene analytische Werkzeuge:

    • Integriertes Oszilloskop, FFT und Oberwellenanalyse.

    • Echtzeit- und Post-Processing-Berechnungsoptionen.

  • Multi-Domain-Messung:

    • Misst Daten in verschiedenen Bereichen wie Vibration, Temperatur, Dehnung, Lasten, GPS/GNSS-Standortdaten, CAN-Bus, XCP/CCP, Video und mehr.

    • Stellt sicher, dass alle Parameter unabhängig von ihrer Aktualisierungsrate vollständig synchronisiert sind.

  • Unerreichte Vielseitigkeit:

    • Kein anderer PQA kann ein so breites Spektrum an Datentypen mit vollständig synchronisierten Netzqualitätsmessungen messen.

Dieses strukturierte Format hebt die wichtigsten Merkmale und Vorteile hervor und macht die Informationen klar und leicht verständlich.

Erweiterte Datenanalyse

Der Dewesoft Power Quality Analyzer ist eine hochflexible Datenerfassungslösung (DAQ), die die Leistungs- und Energieerfassung mit mehreren anderen Messinstrumenten in einem einzigen Gerät integriert. Diese Integration bietet zahlreiche Vorteile für den Messprozess:

  1. Daten-Synchronisation: Vollständig synchronisierte Daten gewährleisten Kompatibilität und einfache Vergleichbarkeit.

  2. Rohdatenaufzeichnung: Die Rohdaten werden immer gespeichert, so dass bei der Nachbearbeitung jederzeit eine detaillierte Analyse möglich ist.

  3. Benutzerfreundlich: Die intuitive Software vereinfacht Mess- und Analyseaufgaben und ist leicht zu erlernen und anzuwenden.

  4. Kostengünstig: Ein einziges Gerät, das Leistungsparameter messen und analysieren kann, wofür normalerweise mehrere Geräte erforderlich wären, spart Platz, Zeit und Geld.

Umfassende Messkapazitäten

Der Dewesoft Power Quality Analyzer kombiniert mehrere Funktionen und bietet fortschrittliche Datenanalysefunktionen:

  • Oberschwingungen und Klirrfaktor bis zu 150 kHz

  • Zwischenharmonische und höhere Frequenzen

  • Flicker, Flicker-Emissionen und RVCs

  • FFT und Wasserfall-FFTs

  • Scopre und Vektorskop

  • Erweiterte symmetrische Komponenten

  • Leistung, Wirkungsgrad, Energie, Periodenwerte, Leistung von Oberschwingungen

Überblick über die Normen zur Netzqualität

Unsere Netzqualitätsmessgeräte erfüllen die wichtigsten Anforderungen, die in verschiedenen Netzqualitätsnormen definiert sind, und eignen sich daher für eine breite Palette von Anwendungen. In der nachstehenden Tabelle sind die relevanten Normen und ihre Beschreibungen zusammengefasst. Detailliertere Angaben zur Einhaltung der einzelnen Normen sind in der Tabelle mit den technischen Spezifikationen aufgeführt.

StandardDescription
IEC 61000-4-30Power quality measurement methods
IEC 61000-4-7General guide on harmonics and interharmonics measurements
IEC 61000-4-15Testing and measurement techniques - Flickermeter
EN 50160Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity networks
EN 50163Railway applications - Supply voltages of traction systems
IEEE-519Limits on voltage and current distortion
IEC 61000-2-4Compatibility levels in industrial plants for low-frequency conducted disturbances
IEC 61400-21Measurement And Assessment Of Electrical Characteristics - Wind Turbines
FGW-TR3Determination of the Electrical Characteristics of Power Generating Units and systems, Storage Systems as well for their Components in medium-, high- and extra-high voltage grids
VDE-AR4105Power Generating Plants in the Low Voltage Grid
IEC 61000-3-3Limitation of voltage changes, voltage fluctuations and flicker in public low-voltage supply systems, for equipment with rated current ≤16 A per phase and not subject to conditional connection
IEC 61000-3-11Limitation of voltage changes, voltage fluctuations and flicker in public low-voltage supply systems - Equipment with rated current ≤ 75 A and subject to conditional connection
IEC 61000-3-2Limits for harmonic current emissions (equipment input current ≤16 A per phase)
IEC 61000-3-12Limits for harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input current >16 A and ≤ 75 A per phase

Für die Einhaltung spezifischer Normen bitte Kontaktieren Sie unseren Support oder unser lokales Verkaufsteam.

FFT-Oberschwingungsanalyse

Oberschwingungen sind ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz (z. B. 50 Hz), die die Spannungs- und Stromwellenformen verzerren. Diese Verzerrungen, die durch nicht-sinusförmige Lasten verursacht werden, können sich negativ auf den Betrieb und die Lebensdauer von elektrischen Anlagen und Geräten auswirken.

Auswirkungen auf Motoren und Generatoren:

  • Erhöhte Erwärmung: Oberschwingungen verursachen Eisen- und Kupferverluste, die zu einer übermäßigen Erwärmung führen.

  • Probleme mit dem Drehmoment: Oberschwingungen können ein pulsierendes oder reduziertes Drehmoment verursachen.

  • Mechanische Probleme: Sie verursachen mechanische Schwingungen und einen höheren Geräuschpegel, was die Alterung von Wellen, Isolierung und mechanischen Teilen beschleunigt und die Effizienz verringert.

Auswirkungen auf Transformers:

  • Stromoberschwingungen: Erhöhen die Kupfer- und Streuflussverluste.

  • Spannungsoberschwingungen: Erhöhen die Eisenverluste.

  • Frequenzabhängigkeit: Die Verluste sind direkt proportional zur Frequenz, so dass Oberschwingungen bei höheren Frequenzen stärker ins Gewicht fallen.

  • Zusätzliche Probleme: Oberschwingungen können Vibrationen und erhöhten Lärm verursachen.

Auswirkungen auf allgemeine elektrische Geräte:

  • Geringere Effizienz und Lebensdauer

  • Erhöhte Heizung

  • Fehlfunktionen oder unvorhersehbares Verhalten

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Oberschwingungen erhebliche Probleme verursachen können, wie z. B. geringere Effizienz, erhöhte Erwärmung und potenzielle Fehlfunktionen in verschiedenen elektrischen Anlagen und Geräten. Das Verständnis und die Analyse dieser Oberschwingungen sind entscheidend für die Aufrechterhaltung einer optimalen Leistung und Langlebigkeit.

Oberschwingungen, Zwischenharmonische und THD

Die Netzqualitätsmessgeräte von Dewesoft können Oberschwingungen für Spannung, Strom und zusätzliche Wirk- und Blindleistung bis zur 3000. Ordnung messen, wobei die Berechnungen gemäß der Norm IEC 61000-4-7 erfolgen.

Sie können die Anzahl der Seitenbänder und Halbbänder für die Berechnung der harmonischen Ordnung anpassen. Höhere Frequenzkomponenten können in 200-Hz-Bändern bis zu 150 kHz gruppiert werden.

Das System berechnet auch die gesamte harmonische Verzerrung (THD) für Spannung und Strom bis zur 3000sten Ordnung und schließt Zwischenharmonische ein, um umfassende Analysefunktionen zu bieten.

Diese fortschrittlichen Funktionen zur Berechnung von Oberschwingungen ermöglichen eine gründliche Analyse für alle Arten von elektrischen Anlagen und Geräten.

Harmonische Berechnungen

  • U, I, P, Q, und Impedanz

  • Individuelle Einstellung der Anzahl der Oberschwingungen, einschließlich DC-Anteil (Beispiel: 20 kHz Abtastrate = 200 Oberschwingungen @ 50 Hz)

  • Oberschwingungen bis zur 3000sten Ordnung (@50 Hz)

  • Variable Seitenbänder und halbe Seitenbänder für Harmonische

  • Höhere Frequenzen bis zu 150 kHz in 200-Hz-Bändern

  • Interharmonische, Gruppen oder Einzelwerte

  • According to EN 61000-4-7

  • Berechnung korrigiert auf die tatsächliche reale Frequenz

  • THD, THD gerade, THD ungerade

  • Auslösung bei jedem Parameter

  • Subtraktion von Hintergrundharmonischen

Vollständige FFT-Analyse

Die Netzqualitätsanalysatoren von Dewesoft bieten neben der Analyse von Oberschwingungen auch eine vollständige frequenzbasierte FFT-Analyse. Diese Funktion ermöglicht eine umfassende Frequenzanalyse über das gesamte Spektrum. Sie können Analysen auf der Grundlage von FFT-Mustern auslösen und verschiedene definierbare Filter anwenden, wie z. B.:

  • Hanning

  • Hamming

  • Flache Spitze

  • Rechteck

  • Und mehr

Weitere Informationen über den Dewesoft FFT-Analysator finden Sie in den folgenden Ressourcen:

2D- und 3D-FFT-Wasserfallanalyse

Neben der standardmäßigen FFT- und Oberwellen-FFT-Analyse bietet der Power Quality Analyzer auch eine 2D- und 3D-FFT-Wasserfallanalyse.

Diese Visualisierungstechnik ist besonders nützlich für die Analyse von variablen Antrieben. Bei der Betrachtung des Hochlaufs eines Umrichters werden beispielsweise die harmonischen Seitenbänder mit steigender Frequenz deutlich sichtbar. Das Bild zeigt den Hochlauf eines Umrichters für einen Traktionsantrieb von 0 bis 150 Hz.

Die FFT-Wasserfallanzeige kann linear oder logarithmisch, in 2D oder 3D und sortiert nach harmonischer Ordnung oder Frequenz konfiguriert werden.

Flicker- und Flimmeremissionstest

Das Flimmern verstehen

Als Flicker bezeichnet man Schwankungen (wiederholte Schwankungen) der Effektivspannung zwischen zwei stationären Zuständen. Flicker wird oft durch blinkende Glühbirnen angezeigt und tritt besonders häufig in Netzen mit geringer Kurzschlussfestigkeit auf. Es wird durch das häufige Zu- und Abschalten von Lasten wie Wärmepumpen und Walzwerken verursacht, die die Spannung beeinflussen.

Ein hohes Maß an Flimmern kann psychologisch irritierend und schädlich für den Menschen sein.

Flickermessung mit Dewesoft Netzqualitätsanalysatoren

Die Netzqualitätsanalysatoren von Dewesoft bieten umfassende Funktionen zur Flickermessung, einschließlich:

  • Messung aller Flickerparameter gemäß der Norm IEC 61000-4-15.

  • Flicker-Emissionsberechnung nach der Norm IEC 61400-21, die eine Bewertung der Flicker-Emissionen in das Netz ermöglicht, die von Windkraftanlagen oder anderen Erzeugungseinheiten verursacht werden.

  • PST (Kurzzeit-Flickerschwere) und PLT (Langzeit-Flickerschwere) mit flexiblen Intervallen.

  • Individuelle Neuberechnungsintervalle.

  • Messen Sie Parameter wie Pinst (momentaner Flicker), dU (Spannungsabweichung), dUmax (maximale Spannungsabweichung) und dUduration (Dauer der Spannungsabweichung).

Schnelle Spannungsänderungen (RVCs)

Schnelle Spannungsänderungen (RVCs) sind zusätzliche Parameter, die die Flickernorm ergänzen. Die Datenerfassungssoftware Dewesoft X berechnet diese Parameter gemäß der Norm IEC 61000-4-15.

RVCs beschreiben alle Spannungsschwankungen, bei denen sich die Spannungsamplitude zwischen zwei stationären Zuständen innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls um mehr als 3 % ändert. Diese Spannungsänderungen können im Post-Processing mit verschiedenen Parametern analysiert werden, darunter:

  • Tiefe der Spannungsänderung

  • dU, dMax, dUduration

  • Abweichung im stationären Zustand

  • Und mehr

Unwucht und symmetrische Komponenten

In einem symmetrischen System ist die Phasenverschiebung zwischen den Spannungen und Strömen 120°, und beide Spannungen und Ströme haben die gleiche Amplitude. Unsymmetrie tritt auf, wenn das dreiphasige System ungleichmäßig belastet wird, wodurch die Phasen und Amplituden nicht mehr korrelieren.

Zur Analyse eines unsymmetrischen Systems wird die Berechnungsmethode der symmetrischen Komponenten verwendet. Bei dieser Methode wird das ursprüngliche unsymmetrische 3-Phasen-Netz in drei Komponenten unterteilt:

  1. Positive Sequenz: Dreht sich in dieselbe Richtung wie das ursprüngliche System.

  2. Negative Sequenz: Dreht sich in die entgegengesetzte Richtung.

  3. Null-Sequenz: Stellt das System ohne Phasenverschiebung dar.

Ein unausgewogenes System kann zu verschiedenen Problemen führen, unter anderem:

  • Stromfluss in der neutralen Leitung

  • Überhitzung von elektrischen Bauteilen

  • Mechanische Belastung

  • Erhöhte Vibration und Drehmomentpulsation

  • Geringe Stromqualität

  • Energieverluste

Die Netzanalysatoren von Dewesoft können über 50 Parameter messen, um eine umfassende Analyse eines unsymmetrischen Systems durchzuführen. Diese Parameter umfassen verschiedene Berechnungen für Spannung, Strom, Wirkleistung, Blindleistung, Scheinleistung und Oberschwingungen.

Frequenzabweichungen

Die Dewesoft Power Analyzer sind ideal für Frequenzüberwachung und Prüfung des Frequenzverhaltens von Stromerzeugungsanlagen im Entwicklungsstadium (siehe Prüfung erneuerbarer Energien).

Hochfrequenzabweichungen von der Grundfrequenz in öffentlichen Netzen können schwerwiegende Folgen haben. Ein übermäßiger Frequenzabfall oder -anstieg kann zu einem totalen Zusammenbruch des Stromnetzes und damit zu einem Blackout führen.

Frequenzabweichungen in Stromnetzen werden in der Regel durch das Zu- oder Abschalten von Stromerzeugungsanlagen oder großen Lasten verursacht. Das Netz wird instabil, wenn es eine Abweichung von der Nennbetriebsfrequenz gibt. Eine zu hohe Frequenz deutet auf ein Überangebot an Strom im Netz hin, während eine zu niedrige Frequenz auf eine Unterversorgung hinweist.

Mit der wachsenden Beliebtheit erneuerbarer Energiequellen wie Wind und Sonne ist die Netzstabilität stärker gefährdet. Der Wind weht nicht immer mit konstanter Geschwindigkeit, und die Sonnenenergie wird durch Wolken, Schatten und Schwankungen der Strahlungsintensität beeinflusst. Diese Faktoren führen zu abrupten Schwankungen in der Frequenz, mit der der Strom ins Netz eingespeist wird.

FAQHäufig gestellte Fragen

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