Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch Seite 357

Da der Dreiwicklungstransformator eine Stern- und eine Dreieckwicklung besitzt, und die Dreieckwicklung keinen
Sternpunkt aufweist, den man sinnvoll erden könnte, werden 12-pulsig betriebene Parallelschaltungen SINAMICS
G150 an zwei ungeerdete Sekundärwicklungen und somit an ein IT-Netz angeschlossen. Aus diesem Grunde sind
Parallelschaltungen G150 bei 12-pulsigem Betrieb mit der Option L87 / Isolationswächter auszurüsten.
Anforderungen an das speisende Netz
Neben den Anforderungen an den Dreiwicklungstransformator, die Leistungsverkabelung und die Netzdrosseln be-
stehen auch Anforderungen an das speisende Netz hinsichtlich der am Anschlusspunkt des Dreiwicklungstrans-
formators bereits vorhandenen Spannungsoberschwingungen. Denn zu hohe Spannungsoberschwingungen können
abhängig von ihrer Phasenlage zur Grundschwingung zu unerwünschten Verzerrungen des Zeitverlaufes der
Spannungen der beiden Unterspannungswicklungen führen, was eine stark unsymmetrische Strombelastung des
Transformators und der Parallelschaltung SINAMICS G150 zur Folge haben kann. Am kritischten ist eine stark ausge-
prägte 5. Spannungsoberschwingung, und auch eine stark ausgeprägte 7. Spannungsoberschwingung kann prinzipiell
noch gewisse negative Auswirkungen haben. Höhere Spannungsoberschwingungen haben dagegen keinen
signifikanten Einfluss mehr. Stark ausgeprägte 5. und 7. Oberschwingungen können zum Beispiel durch 6-pulsige
Verbraucher großer Leistung (DC-Motoren, Direktumrichter) verursacht werden, die von der gleichen
Mittelspannungsschiene versorgt werden.
Aus diesem Grunde ist folgendes hinsichtlich der am Anschlusspunkt des Dreiwicklungstransformators vorhandenen
5. Spannungsoberschwingung zu beachten.
5. Spannungsoberschwingung am Anschlusspunkt des Transformators ≤ 2 %:
-
12-Puls-Betrieb ist möglich. Die für 12-Puls-Betrieb vorgeschriebene Strom-Reserve von 7,5 %, welche in den
Bemessungsdaten der Parallelschaltung SINAMICS G150 bereits enthalten ist, deckt alle möglichen
Stromunsymmetrien ab, die durch Toleranzen des Transformators, der Verkabelung und der Netzdrosseln
sowie durch Netzspannungsoberschwingungen hervorgerufen werden.
- 5. Spannungsoberschwingung am Anschlusspunkt des Transformators > 2 %:
12-Puls-Betrieb ist bei diesen Netzverhältnissen aufgrund sehr hoher, möglicher Unsymmetrien nicht mehr
ohne weiteres möglich. Denn zum einen ist die für 12-Puls-Betrieb vorgeschriebene Strom-Reserve von
7,5 %, welche in den Bemessungsdaten der Parallelschaltung SINAMICS G150 bereits enthalten ist, nicht
mehr ausreichend, um eine Überlastung des Transformators und der Parallelschaltung SINAMICS G150
sicher zu verhindern, und zum anderen kann sich bei hoher Stromunsymmetrie die gewünschte Auslöschung
der Stromoberschwingungen mit den Ordnungszahlen h = 5, 7, 17, 19, 29, 31, ... auf der Oberspannungsseite
des Transformators nicht mehr einstellen.
Liegt am Anschlusspunkt des Dreiwicklungstransformators eine zu hohe Spannungsbelastung mit der 5. Oberschwin-
gung > 2 % vor, so sind folgende Vorgehensweisen möglich:
- Verbesserung der Oberschwingungsbelastung im speisenden Netz unter Einsatz einer Oberschwingungs-
kompensationsanlage (5. Oberschwingung < 2 %)
- Beibehaltung der hohen Oberschwingungsbelastung im speisenden Netz (5. Oberschwingung > 2 %) und
Einsatz einer 12-pulsigen Parallelschaltung SINAMICS G150 unter folgenden Randbedingungen:
o
Durchführung einer Netzanalyse im Vorfeld zur Ermittlung des vorhandenen Oberschwingungs-
spektrums der Spannung, insbesondere der 5. Oberschwingung
o
Bestimmung des erforderlichen Strom-Deratings von bis zu 35 % in Abhängigkeit von den Ergeb-
nissen der Netzanalyse und entsprechende Überdimensionierung des Transformators und der
Parallelschaltung SINAMICS G150 um bis zu 50 %
o
Akzeptanz der nicht mehr vollständigen Kompensation der Stromoberschwingungen mit den Ord-
nungszahlen h = 5, 7, 17, 19, 29, 31, ...
- Einsatz eines Umrichters mit aktiver Einspeisung / Active Infeed mit Zweiwicklungstransformator
Die motorseitig einzuhaltenden Randbedingungen und Einschränkungen sind auf der nächsten Seite im Abschnitt
„Betrieb von Motoren mit getrennten Wicklungssystemen und gemeinsamen Wicklungssystem" beschrieben.
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
SINAMICS G150
Projektierungshinweise
357/562
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