Projekt PEPA

Bestimmung, Vorhersage und Reduzierung von PE-/PA-Strömen in Netzen mit hohem Anteil von Frequenzumrichtern (PEPA 1)

Förderkennzeichen: FKZ 03EI6007

Projekt PEPA wurde durchgeführt im Rahmen der BMWK-Ausschreibung „Forschung für eine umweltschonende, zuverlässige und bezahlbare Energieversorgung"

Durch leistungselektronische Systeme werden systembedingt Gleichtaktspannungen im Energieversorgungsnetz erzeugt. Die Gleichtaktspannungen verursachen Ströme im Frequenzbereich von 150 Hz bis zu einigen 10 kHz auf Schutzleitern (PE-Leitern) und Potentialausgleichsleitungen (PA). Diese PE-/PA-Ströme haben viele unerwünschte Auswirkungen. Das wesentliche Ziel des Projekts PEPA besteht darin, durch Messungen und Simulationsverfahren die Erzeugung von PE/PA-Strömen sowie ihre Ausbreitung und Kopplung systematisch zu beschreiben und Methoden zu entwickeln, um sie gezielt zu beeinflussen und zu reduzieren.

Innerhalb des Projektes wurde erstmals die Thematik der PE-/PA-Ströme grundlegend untersucht. Die Ursachen der PE-/PA-Ströme sowie deren Ausbreitungs- und Kopplungspfade an einem Antriebssystem wurden systematisch untersucht und verstanden. Hierzu wird – basierend auf Messungen an realen Anlagen – ein Referenzsystem definiert.

Die Messergebnisse mithilfe einer entwickelten Simulationsumgebung geprüft. In der Simulationsumgebung wurden alle relevanten Komponenten wie leistungselektronische Systeme inkl. deren Filter, Leitungen, elektrische Maschinen, Transformatoren etc. bzgl. deren Gleichtaktverhalten modelliert. Diese Simulationsumgebung gestattet ebenfalls die Vorhersage von PE-/PA-Strömen bei Veränderung von Anlagenparametern oder dem Einsatz alternativer Filterkonzepte. Zur Unterdrückung der PE/PA-Ströme wurden Verbesserungen an Filterschaltungen und der Einsatz neuer magnetischer Materialien untersucht. Außerdem wurden die bisher erworbenen Ergebnisse bereits zusammengefasst und in den Nominierungsgremien K226 sowie K623 präsentiert.

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Das Nachfolgendes Projekt PEPA 2 siehe die PEPA 2 Seite.

Projektpartner

TU Darmstadt
Fachgebiet Leistungselektronik und
Antriebsregelung (LEA)
Prof. Gerd Griepentrog
Zhaoqing Zhang, M.Sc.
Andrea Zingariello, M.Sc.
SEW Eurodrive GmbH & Co KG Michael Burger, Dipl.-Ing.


Thomas Stork, Dipl.-Ing.


Benjamin Schuppel, M.Sc.

BLOCK Transformatoren Elektronik GmbH
Dr.-Ing. Marek Siatkowski

Danfoss Christian Mieslinger


Ralf Merwart


Morten Andersen

MAGNETEC GmbH
Gesellschaft für Magnet Technologie
Benjamin Kessler
U. I. LAPP GmbH Stefan Hilsenbeck, Dipl.-Ing.

Projekttreffen an TUD
Projekttreffen an TUD