Zentralisierte oder dezentrale Kompensation? Wie man AHF und SVG in Anlagen mit mehreren Transformatoren platziert

Die Installation eines Active Harmonic Filter (AHF) oder Static Var Generator (SVG) erfordert mehr als nur die Auswahl von Strom- oder kVAr-Nennwerten. In Anlagen mit mehreren Transformatoren oder Sammelschienenabschnitten bestimmt die physische Platzierung direkt die Kompensationsleistung. Die Entscheidung zwischen einer großen zentralen Einheit an der Hauptsammelschiene oder mehreren kleineren, dezentralen Einheiten in der Nähe einzelner Lasten hängt von Ihrer elektrischen Topologie, der Lastverteilung und den Projektzielen ab.

AHFs mildern Oberschwingungsverzerrungen durch nichtlineare Lasten wie Frequenzumrichter und USV-Anlagen ab, während SVGs dynamisch Blindleistung bereitstellen, um einen Leistungsfaktor nahe 1,0 aufrechtzuerhalten. Da beide Systeme parallel geschaltet sind und für die Echtzeitregelung vollständig auf Stromwandlersignale (CT-Signale) angewiesen sind, schränkt eine falsche Platzierung des Messpunkts die Kompensationsergebnisse ein oder verursacht Systemfehler.

Die zentralisierte Kompensation platziert Betriebsmittel an der Hauptschaltanlage in der Nähe des Traoeinspeisepunkts. Dieser Ansatz eignet sich am besten, wenn das primäre Ziel darin besteht, die Anforderungen des Energieversorgers hinsichtlich des Leistungsfaktors oder der Oberschwingungsverzerrung am Hauptzähler zu erfüllen. Sie reduziert die Anzahl der Schaltschränke, Schutzgeräte und Wartungspunkte und nutzt gleichzeitig die Lastvielfalt in nachgeschalteten Abzweigen. Da Oberschwingungsströme jedoch nach wie vor durch nachgeschaltete Kabel fließen, bevor sie die Hauptsammelschiene erreichen, sind Abzweigkomponenten weiterhin thermischer Beanspruchung und Leitungswalzten ausgesetzt.

Die verteilte Kompensation installiert kleinere, modulare Einheiten direkt neben großen Störquellen. Durch die lokale Eliminierung von Oberschwingungen und Blindleistung verhindert sie, dass unerwünschte Ströme durch vorgelagerte Transformatoren und Kabel fließen. Diese Methode bietet eine hohe betriebliche Unabhängigkeit für Anlagen mit getrennten Produktionsbereichen, da das Abschalten eines Bereichs die Kompensation an anderer Stelle nicht beeinträchtigt. Die Hauptnachteile sind ein erhöhter Platzbedarf, zusätzliche Leistungsschalter und mehrere Wartungspunkte.

Anlagen mit mehreren Transformatoren und Kupplungsschaltern erfordern besondere Aufmerksamkeit bei der Stromwandler-Logik. Wenn der Kupplungsschalter geöffnet ist, arbeitet jeder Transformator unabhängig und benötigt dedizierte Stromwandler-Abtastungen. Wenn sich der Kupplungsschalter während der Busschienenumschaltung schließt, ändern sich die Strompfade, und eine falsche Platzierung oder Polarität der Stromwandler kann zu fehlenden oder invertierten Signalen führen, die die Anlage auslösen. Automatische Umschaltsysteme sollten eine Steuerungsverriegelung oder eine duale Stromwandler-Umschaltung beinhalten, um eine genaue Messung unter allen Betriebsarten aufrechtzuerhalten.

Für die meisten komplexen Anlagen bietet eine Hybridstrategie die beste Rendite. Die Installation dezentraler AHFs in der Nähe starker nichtlinearer Lasten bewältigt lokale Oberschwingungen, während ein zentraler SVG am Hauptankoppler die werksweite Blindleistungskompensation und Phasenabgleiche übernimmt.

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