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Beseitigung von EMV Störungen an Bus-Systemen

verursacht durch falsche Verkabelung und den Umrichter eines BHKW

Problembeschreibung

  • Sofort mit Inbetriebnahme eines umrichterbetriebenen BHKW, fielen in der Kundenanlage gleich mehrere Bussysteme aus. Betroffen waren M-Bus, Profibus und Modbus Bausteine.
  • Infolge der Busstörungen kam es zu ständigen Fehlermeldungen und Fehlalarmen in der Prozesssteuerung und somit auch zu Ausfällen der Gesamtanlage.
  • Analysen der Systemlieferanten der Steuerungsanlagen sowie Reklamationen beim Lieferanten des BHKW mit anschließender Prüfung durch den Hersteller führten zu keinem Ergebnis.
  • Letztendlich wurden wir mit einer EMV Störungsanalyse beauftragt und haben die Problemursachen bis zur Wurzel aufgedeckt. Anschließend wurde die Anlagenstörung durch Verbesserung der Installation und Einsatz eines von uns empfohlenen Filters beseitigt.

Herangehensweise und Analyse

Im ersten Schritt wurde das Niederspannungsnetz und die betroffenen Anlagen auf sichtbare Fehler in der Installation überprüft. Dabei kamen erste Mängel hinsichtlich einer EMV-gerechten Installation zum Vorschein (siehe Beispielbilder).

Mängelbeispiele:


Anschließend verschafften wir uns durch eine Messung mit einem speziellen Netzanalysator einen Überblick über die Gesamtsituation der Spannungsversorgung. Hierbei wurde bereits ersichtlich, dass durch das BHKW deutlich sichtbare Spannungsverzerrungen hervor­gerufen wurden (siehe folgendes Bild mit Spannungs- und Stromkurvenform).



Die Grenzwerte der EN 61000-2-4 Klasse 2 für Oberschwingungen wurden ebenfalls überschritten.

Bei einer weiterführenden Analyse mit dem Netzanalysator und zusätzlicher Messtechnik, konnten die verursachenden Komponenten am BHKW schnell identifiziert werden.

Zur vollständigen Aufklärung der Ursache-Wirkung-Zusammenhänge wurde die Störwirkung bis zu den betroffenen Buskomponenten verfolgt und alle Mängel in der Installation dokumentiert.

Problemlösung

Anhand unseres ausführlichen Berichts sowie der darin vorgeschlagenen Lösungswege, konnten die Lieferanten einzelne Mängel in der Installation der M-Bus, Profibus- und Modbus-Komponenten selbst beheben.

Hinsichtlich der durch das BHKW verursachten Netzrückwirkungen und dessen mangelhafter Installation entschied sich unser Kunde für einen Umbau der Verkabelung und die Installation eines speziell für das BHKW entwickelten Filters. In diesem Projektschritt haben wir unseren Kunden potentielle Lieferanten empfohlen, die Anfrageunterlagen zusammengestellt und bei der Auswahl der technisch und wirtschaftlich günstigsten Lösung beraten. Die Ergebnisse sprechen für sich.

 

Spannung ohne (links) und mit Filter:

Beispiel weiterer Maßnahmen:

Es erfolgten weitere Verbesserungsmaßnahmen anhand unseres Berichts.

Anschließend haben wir die durchgeführten Verbesserungen an der Installation der betroffenen Anlagen begutachtet und über die Wirkung des nachgerüsteten Filters eine Nachweismessung durchgeführt.

Die Busstörungen sind seitdem vollständig beseitigt.