Bild 1: Übersetzungsfehler (Quelle: IT)
Wegen der Netzverunreinigungen fordern Anwender, dass die Netzbetreiber die Qualität der bereitgestellten Energieversorgung nach DIN EN 61000-4-30 (VDE 0847-4-30) und DIN EN 50160 nachweisen und sicherstellen. Aus Sicht des Netzbetreibers ist es wichtig, die Ursache von Verunreinigung des Netzes durch Anwender zu ermitteln, um Gegenmaßnahmen durchführen zu können. Die Durchführung der dafür benötigten Messung von Strom und Spannung soll möglichst mit den bestehenden Messsystemen aus induktiven beziehungsweise kapazitiven Messwandlern erfolgen. Konstruktionsbedingt kommen Messwandler für eine möglichst abbildungsgetreue Übertragung primärtechnischer Messgrößen, wie Strom oder Spannung, zum Einsatz. Diese Anforderung an das Übertragungsverhalten gilt im Bereich der jeweiligen Bemessungsfrequenz und wird von den Wandlerherstellern sichergestellt.Um die Netzqualität sowie die Einhaltung bestehender Normen hinreichend genau beurteilen zu können, sind neben der eigentlichen Grundschwingung (Netzfrequenz) auch deren Oberschwingungen bis zur 50-fachen Bemessungsfrequenz betrags- und phasengleich linear zu übertragen und zu messen.
Messprinzipien und Einfluss auf Oberschwingungsmessung
Messwandler verschiedener Bauart und Hersteller unterscheiden sich erheblich in ihrem Frequenzübertragungsverhalten. Die Ursachen dafür sind vielfältig und reichen von Fertigungstoleranzen in einer Baureihe bis hin zu unterschiedlichen Betriebsbedingungen. Für das Frequenzübertragungsverhalten sind neben der Bauart im Wesentlichen die Spannungsebene und die angeschlossenen Bürden verantwortlich. Messungen haben gezeigt, dass sich die Resonanzstellen zu niedrigeren Frequenzen bewegen, je höher die Spannungsebene ist. Bei den angeschlossenen Bürden (Schutz, Messsysteme) ist das Frequenzverhalten meist unbekannt. Es hat jedoch einen erheblichen Einfluss auf die Frequenzübertragung. Induktive Spannungswandler übertragen die Hochspannung nach dem transformatorischen Prinzip auf die Niederspannungsseite. Dabei verhält sich die Sekundärspannung im linearen Bereich des „geöffneten“ Transformators reziprok zum Übersetzungsverhältnis.