Der Lieferant der Frequenzumrichter-Komponenten weist darauf hin, dass die auf der Ausgangsseite des Frequenzumrichters installierte Drosselspule zur Verbesserung des Leistungsfaktors und zur Unterdrückung von Oberschwingungsströmen die Geräusche und Vibrationen des Motors reduzieren kann. Bei langen Leitungsstrecken zwischen Frequenzumrichter und Motor werden zudem Spannungsspitzen in den Leitungen abgeschirmt.
Folgende Optionen können auf der Eingangsseite des Frequenzumrichters hinzugefügt werden:
1) Ein Eingangsreaktor ist ein Reaktor, der Oberwellenströme unterdrückt, den Leistungsfaktor verbessert und die Auswirkungen von Spannungsspitzen und -strömen im Eingangskreis auf den Frequenzumrichter reduziert sowie den Einfluss von Versorgungsspannungsunsymmetrien abschwächt. Im Allgemeinen muss ein solcher Reaktor hinzugefügt werden.
2) Der Eingangs-EMV-Filter dient der Reduzierung und Unterdrückung elektromagnetischer Störungen, die vom Frequenzumrichter erzeugt werden. Es gibt zwei Arten von EMV-Filtern: Filter der Klasse A und Filter der Klasse B. EMV-Filter der Klasse A werden in industriellen Anwendungen der zweiten Kategorie eingesetzt und erfüllen die Norm EN 50011A. EMV-Filter der Klasse B werden üblicherweise in Anwendungen der ersten Kategorie, d. h. in zivilen und leichten industriellen Anwendungen, verwendet und erfüllen die Norm EN 50011B.
Für die Ausgangsseite des Frequenzumrichters stehen verschiedene Optionen zur Verfügung, darunter:
1) Ausgangsdrossel: Überschreitet die Kabellänge vom Frequenzumrichter zum Motor den spezifizierten Wert des Produkts, muss eine Ausgangsdrossel hinzugefügt werden. Diese kompensiert die Lade- und Entladeeffekte der Kopplungskapazität während des Betriebs des langen Motorkabels und verhindert so einen Überstrom des Frequenzumrichters. Es gibt zwei Arten von Ausgangsdrosseln: Eisenkerndrosseln, die bei einer Trägerfrequenz des Frequenzumrichters unter 3 kHz eingesetzt werden, und Ferritdrosseln, die bei einer Trägerfrequenz unter 6 kHz verwendet werden. Die Ausgangsdrossel am Ausgangsanschluss des Frequenzumrichters dient der Vergrößerung des Abstands zwischen Frequenzumrichter und Motor. Sie unterdrückt effektiv die durch den IGBT-Schalter des Frequenzumrichters erzeugte kurzzeitige Hochspannung und reduziert so deren negative Auswirkungen auf die Kabelisolierung und den Motor. Um gleichzeitig den Abstand zwischen Frequenzumrichter und Motor zu vergrößern, kann das Kabel entsprechend verdickt werden, um die Isolationsfestigkeit des Kabels zu erhöhen. Dabei sollten möglichst ungeschirmte Kabel verwendet werden.
2) Der dv/dt-Filter gibt dv/dt-Drosseln aus. Diese dienen dazu, die Anstiegsgeschwindigkeit der Ausgangsspannung des Frequenzumrichters zu begrenzen und so die ordnungsgemäße Isolation des Motors zu gewährleisten.
3) Sinusfilter sind Sinuswellenfilter, die die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom des Frequenzumrichters durch Sinuswellen annähern und so den Änderungskoeffizienten des Oberwellenbereichs des Motors sowie den Isolationsdruck des Motors reduzieren.
Ungewöhnliche Handhabung von Serienreaktoren
Kondensator-Serienreaktoren verwenden im Allgemeinen mehrfach verkapselte Parallelstrukturen aus Epoxid-Glasfaser. Je nach den Gegebenheiten des Installationsortes kommen dreiphasige vertikale Stapel-, dreiphasige horizontale „△“- und dreiphasige horizontale „-“-Anordnungen zum Einsatz.
In Umspannwerken der südlichen Region kam es mehrfach zu Störungen im Serienbetrieb von Kondensatorbatterien, bei denen die äußere Isolierschicht rissig wurde. In schweren Fällen beeinträchtigte dies den sicheren Betrieb. Unter Berücksichtigung der Windverhältnisse führten Hersteller und Betriebsleitung eine detaillierte Analyse durch. Im Rahmen der Netzleitstelle wurde ebenfalls eine detaillierte Analyse durchgeführt. Durch den Vergleich verschiedener Betriebsbedingungen und klimatischer Faktoren wurde festgestellt, dass der Betriebsstrom aufgrund des Betriebs der Kondensatorbatterie unter Nennlast hoch war und im Normalbetrieb bis zu 1000 A betrug. Unter Einwirkung dieses hohen Stroms stieg die Betriebstemperatur der Serienreaktoren auf nahezu 100 °C. Bei einem Regenschauer während der Betriebsunterbrechung sank die Oberflächentemperatur der Reaktoren rapide ab. Die kurzzeitige Änderung der Wärmeausdehnung und der Kältekontraktion war die Hauptursache für die Oberflächenrisse der Serienreaktoren. Daher ist im Rahmen der Netzinstandsetzungsvorschriften vorgeschrieben, dass das Personal vor Ort die Betriebsart der Kondensatoren bei plötzlichen Wetteränderungen so wenig wie möglich verändern muss.
Im System kam es zu Vorfällen, bei denen Reihenreaktoren überhitzten und Feuer fingen. Die Ursachenanalyse ergab, dass die Kondensatorbank mit einem hohen Laststrom betrieben wird. Bei unzureichendem Kontakt zwischen den Leiterverbindungen und zu hohem Kontaktwiderstand kommt es zur Überhitzung. Wird die Zündtemperatur des Fasermaterials überschritten, entzündet es sich.
Die hohle Struktur in der Mitte des Serienreaktors bietet verschiedenen Vogelarten einen idealen Nistplatz. Werden große Mengen an Heu und Ästen nicht rechtzeitig entfernt, kann dies zu einem Brand oder einem Kurzschluss im Reaktor führen.