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Was ist der Unterschied zwischen einem Spannungsregler und einem dynamischen Spannungs-Stabilisierer (Dynamic Voltage Restorer DVR)?
Beide dienen der Minderung von Spannungs-Einbrüchen. Einbrüche werden charakterisiert durch die Tiefe – die Restspannung – und die Dauer. Kurze, tiefe Einbrüche lassen sich am besten mit einem DVR behandeln, während sich für seichte, lange Einbrüche der Spannungsregler besser eignet.
Ein Spannungsregler hat keinen Energiespeicher. Er enthält einen Transformator, dessen Sekundärwicklung mit der Versorgung in Reihe liegt. Wenn die Eingangsspannung aus dem Toleranzbereich läuft, wird die Primärwicklung dieses Transformators erregt, um die fehlende Spannung entsprechend hinzuzufügen oder bei Überspannung entsprechend abzuziehen. Da die Lastspannung konstant gehalten wird, bleibt auch die Leistung konstant, weswegen der Eingangsstrom bei fallender Spannung steigt. Der Nennstrom der Versorgung und des Gerätes selbst begrenzen den Arbeitsbereich daher auf etwa ±30% der Nennspannung.
Ein DVR verfügt – zumindest nach britischem Sprachverständnis – stets über einen Energiespeicher. In den USA dagegen werden auch DVR angeboten, von denen es definitiv heißt: »Die zur Aufrecht-Erhaltung der Verbraucherspannung während eines Spannungs-Einbruchs erforderliche Energie wird aus der Speiseleitung bezogen« (Woodley / Sezy: Platform-mounted DVR for Overhead Distribution, Power Quality Journal Feb. 2000, S. 40). Gewöhnlich jedoch arbeiten diese Geräte mit eingebautem Energiespeicher und benötigen daher (kurzfristig) keine zusätzliche Leistung, um den Einbruch abzufangen. Ein solcher DVR ist daher in der Lage, selbst einen vollständigen Einbruch bis auf 0 auszuregeln. Der Energiespeicher ist jedoch begrenzt und kann daher nur kurzzeitige Einbrüche überbrücken – langfristige Unterspannung etwa kann er nicht ausgleichen. Auch muss der Speicher zwischen den Ereignissen nachgeladen werden und ist daher bei häufigem Auftreten von Mehrfach-Einbrüchen nicht geeignet. Typischerweise kommen im DVR Superkondensatoren, große Sekundärzellen oder Schwungräder zum Einsatz.
Wenig erstaunlich, dass DVR teurer sind als Spannungsregler.

Mein Prozessleitsystem arbeitet nicht zuverlässig, und ich vermute ein Spannungs-Einbruchs-Problem. Wo fange ich an?
Gehen Sie wie folgt vor:
Überwachen Sie die Einspeisung eines oder mehrerer betroffener Geräte. Die Ansprechwerte so einzustellen, dass alle interessierenden Ereignisse aufgenommen werden, die kleineren, uninteressanten aber nicht, ist dabei problematisch. Das kann mehrere Versuche erfordern, verbessert aber die Qualität der gewonnenen Daten und lohnt sich daher. Alternativ kann eine Funktion zum nachträglichen Setzen der Schwellwerte verwendet werden – diese sammeln alle Daten, ermöglichen aber auszuwählen, was Sie sehen wollen. Die einfachen Transienten-Aufzeichner in tragbaren Messgeräten sind in diesem Vorstadium oft hilfreich – einfach zu bedienen, einfach im Werk herumzutragen, und die Ergebnisse sind einfach zu interpretieren.
Angenommen, dieser erste Schritt bestätigt Ihnen, dass Sie es in der Tat mit einem Problem von Spannungs-Einbrüchen zu tun haben, müssen Sie nun die Quelle finden.
Setzen Sie den Analysator nun an der gemeinsamen Einspeisung ein und überwachen Sie dort. Überwachen Sie auch alle Außenleiterströme und prüfen Sie, ob in den Momenten der Spannungs-Einbrüche Stromspitzen auftreten (auch wenn sie an diesem Messpunkt schwierig zu finden sind). Sind die Einbrüche weniger häufig und von hoher Restspannung, und lässt sich ein Zusammenhang zu Stromspitzen finden, dann rühren sie von Betriebsmitteln in Ihrer eigenen Anlage her. Arbeiten Sie sich vor zu den einzelnen Unterverteilungen und messen Sie die Einbrüche dort, zeitgleich mit den Strömen jedes Abgangs, und Sie sollten eigentlich an der Quelle des Übels ankommen. Sie können auch pragmatischer vorgenen und die Abgänge zu großen oder pulsierenden Lasten zuerst messen – verdächtig sind Fotokopierer und Laserdrucker, Aufzüge und Hebezeuge, Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik, Pressen, Lichtbogenöfen…
Haben Sie die Ursache gefunden, ist die Lösung einfach. Die störende Last muss direkt an die Haupt-Einspeisung angeschlossen werden – der Punkt niedrigster Impedanz im Netz – um den Einfluss auf die Spannung zu minimieren.
Ist das Einbruchsproblem am Einspeisepunkt ähnlich hoch wie an der Last, liegt die Ursache eher außerhalb der Anlage. Nun haben Sie, was Sie für ein Gespräch mit Ihrem VNB brauchen.

Meine Anlage leidet unter Spannungs-Einbrüchen, die offenbar von außerhalb stammen, also am Einspeisepunkt auftreten. Ich vermute die Ursache in einem benachbarten Metall verarbeitenden Betrieb. Was kann man dagegen tun?
Die zuständige Stelle ist hier der VNB. Es liegt in seiner Verantwortung, dafür Sorge zu tragen, dass kein Kunde einen anderen stört. Sicher – jeder Abnehmer beeinflusst andere in der Umgebung und wird selbst beeinflusst, doch ob die Rückwirkung übermäßig ist oder nicht, ist eine Ermessensfrage.
In der Praxis können solche Probleme nur gemeinschaftlich gelöst werden, indem man an der wahren Ursache des Problems ansetzt.
Dieses Problem tritt normalerweise auf, wenn mehrere kleine Betriebe von einem gemeinsamen Transformator gespeist werden. Die Verbraucher werden einfach von einer einzigen Speiseleitung abgezweigt, so dass eine Problemlast, vor allem wenn ganz oder nahe am Ende der Leitung betrieben, andere Nutzer beeinflusst.
Eine nahe liegende Lösung liegt darin, das Kabel und / oder den Transformator zu verstärken und so die innere Impedanz der Quelle herabzusetzen (wodurch sich also auch die Kurzschlussströme erhöhen) oder ein gesondertes Kabel vom Trafo (oder einem zusätzlichen Trafo) zur Problemlast zu legen. Diese Lösungen sind beide teuer, und natürlich muss das jemand bezahlen. Außerdem ist darauf zu achten, ob die überhöhten Ströme, die das Problem verursachen, eher ohmscher oder eher induktiver Natur sind. Entsprechend ist die Maßnahme Kabel oder die Maßnahme Trafo effektiver, denn der Spannungsfall im Kabel ist größtenteils ohmsch, der im Transformator gewöhnlich vorwiegend induktiv. Bei ohmschem Strom müssen vor allem die ohmschen Spannungsfälle im Netz gemindert werden, bei induktivem Strom die induktiven Fälle, sonst hilft die Maßnahme wenig. Viele pulsierende Lasten wie etwa Punktschweiß-Anlagen sind stark induktiver Natur. In diesen Fällen hilft der stärkere Transformator wesentlich mehr als das stärkere Kabel; bei einer vorwiegend ohmschen Last ist es umgekehrt. Der durch eine große, stark induktive Last hervorgerufene Spannungs-Einbruch lässt sich aber auch durch Einsatz gewöhnlicher Blindleistungs-Kompensatoren mindern, wenn diese mit hinreichend schneller Regelungstechnik ausgerüstet sind. Bei durch Wirklast hervorgerufenen Störungen hilft das natürlich nicht.
Ist die Versorgung für den Normalbetrieb angemessen und Störungen treten nur während des Hochlaufs großer Maschinen auf – wie z. B. eine Schwungrad-Blechschere, bei der das Schwungrad erst hochlaufen muss – können andere Lösungen angebrachter sein.
Hochlaufströme sind groß, dauern aber nur einige oder einige -zig Sekunden. Es gibt Sanft-Anlauf-Geräte, die die Beschleunigung und somit den Hochlaufstrom mindern, jedoch seine Dauer verlängern. Das hat einen hinnehmbaren oder auch nicht hinnehmbaren Einfluss auf den Betriebsablauf; dies muss im Einzelfall beurteilt werden.