KoCoS Blog

Ein besonderes Merkmal des dreiphasigen Signalgenerators EPOS 360 ist die Bedieneinheit für die Vor-Ort-Bedienung. Über die Bedieneinheit mit Touchscreen, Funktionstasten und Drehauswahlrad können alle grundlegenden Bedien- und Parametrieraufgaben wie das Ändern von Amplitude, Phasenwinkel oder Frequenz durchgeführt werden. Zudem werden Informationen über Systemzustände und eine Übersicht der eingestellten Signalwerte angezeigt.

Das Drehauswahlrad ermöglicht schnelle und präzise Änderungen von Werten und dient zur Einstellung sowie zur Steuerung des Gerätes. Der integrierte Leuchtring bietet eine gut sichtbare Anzeige der Systemzustände, akustische Signale informieren zusätzlich und geben Rückmeldungen bei Einstellungen und während der Ausgabe.

Die Zustände und die Betriebsarten der Ein- und Ausgänge des EPOS 360 werden weiterhin über zahlreiche LEDs im Frontpanel signalisiert. Ein kurzer Blick genügt, um zu erkennen, welche Ausgänge aktiv sind und welche Zustände an den binären Ein- und Ausgängen anstehen.

Die Funktionstasten dienen unter anderem zum Starten/Stoppen von Prüfungen und zum Übernehmen von Einstellungen sowie zum Bestätigen von Speicheraufforderungen.

Zur lokalen Bedienung stehen die Monitore VD-Static und Symmetric zur Verfügung. Amplitude, Phase und Frequenz können unabhängig voneinander eingestellt werden. Die Ausgabe kann direkt gestartet und die Signale während der Ausgabe schrittweise verändert werden.

Die Funktion der Änderung der Ausgabewerte in festgelegten Schrittweiten erlaubt es gleichzeitig die Werte für Spannung, Strom, Frequenz und Winkel über das Drehauswahlrad in einem Schritt zu erhöhen oder zu verringern.

Über den Monitor Symmetric sind die Einstellungen für ein symmetrisches Dreiphasensystem vorzunehmen. Beispielsweise wird bei der Einstellung des Spannungswertes die Einstellung für alle drei Spannungsphasen übernommen.

Im Monitor VD-Static sind die Einstellungen für ein unsymmetrisches Dreiphasensystem vorzunehmen. In diesem Monitor sind die Parameter für jede Phase unabhängig voneinander einzustellen.

Bei den Monitoren kann zwischen verschiedenen Ansichten gewählt werden. Die numerische Ansicht NUM gibt einen Überblick über die Parameter und Zustände der Ausgänge. In der Ansicht VD werden die Signale in einem Vektordiagramm dargestellt. Die rechte Statusleiste zeigt weiterhin den aktuellen Status aller Binärein- und Binärausgänge.

Die Steuerung der Ausgabe der Spannungs- und Stromverstärker kann im statischen oder dynamischen Modus erfolgen. Im statischen Modus werden Änderungen der Ausgabewerte erst durch Bestätigung übernommen und ausgegeben.

Im dynamischen Modus werden Änderungen unmittelbar übernommen. So ist ein dynamisches Verstellen der Ausgangswerte möglich, ohne diese vorher bestätigen zu müssen.

Zusätzlich besteht die Möglichkeit, für jeden Ausgabemodus jeweils bis zu zehn individuelle Parametersätze zu speichern, sodass der Anwender die Möglichkeit hat, auf einfache Weise auf vordefinierte Werte zurückzugreifen.

Mit dem hochauflösenden 5"-Touchscreen mit Smart-Touch Technologie, Funktionstasten und einem Drehauswahlrad lassen sich dreiphasige Signale mit dem Signaleditor EPOS 360 auch ohne den Anschluss eines externen PCs schnell und einfach ausgeben. Die übersichtliche Bedienoberfläche führt den Benutzer intuitiv zum Ziel.

Haben Sie Fragen zu unseren Messgeräten?

Rufen Sie uns an unter: 05631-95960 oder per Mail an info(at)kocos.com.

Seit vielen Jahren ist KoCoS als weltweit führender Hersteller von Schaltgeräteprüfsystemen anerkannt. Mit den neuen Schaltgeräteprüfsystemen ACTAS P260+ und ACTAS P360+ bietet KoCoS jetzt zwei tragbare Geräte, die in Punkto Leistungsfähigkeit die Vorgängerserie noch einmal übertreffen.

  1. Größerer Funktionsumfang durch neue Hardware- und Software-Funktionen
  2. Gesteigerte Flexibilität bei der Schaltgeräteprüfung
  3. Verbesserte Ergonomie, Funktionalität und Leistungsfähigkeit
  4. Bedienung über integrierte Bedieneinheit mit 7“-Touchscreen und/oder die speziell entwickelte Prüfsoftware
  5. Einfache Bedienung mit optimaler Darstellung aller Informationen
  6. Aufbau in einem äußerst robusten und kompakten Koffergehäuse

ACTAS P360+ wurde um zwei steuerbare Ausgänge in Form von Relais erweitert, die leicht in den Prüfungsablauf integriert werden können. Das Funktioniert auch nachträglich bei schon vorhandenen Prüfvorlagen aus der Vorserie. Auch ACTAS P260+ erhielt zwei weitere Steuerausgänge, einer ebenfalls in Form eines Relais, der andere als IGBT-Steuerausgang. So kann beispielsweise die Reserveausspule eines Schalters direkt ohne Umklemmen angeschlossen werden, was den Anschluss von einer Ein- und zwei Ausspulen gleichzeitig ermöglicht. Einen weiteren großen Vorteil bieten die Systeme mit der Darstellung von mit 200 kHz überabgetasteten Messdaten mit 50kHz.

Auch bei der Prüfsoftware gibt es Neuigkeiten. ACTAS EXPERT ist jetzt generell im Lieferumfang enthalten und bietet einige zusätzliche Funktionen. Unter anderem besteht die Möglichkeit, Messdaten in verschiedene Formate zu exportieren, Messdaten anhand der Messhistorie zu überlagern und direkt zu vergleichen oder Hüllkurven als Referenz einzufügen. Für die Darstellung und Analyse der Daten können zudem eigene Anzeigegrafiken angelegt werden, die auch in den entsprechenden Prüfberichten Anwendung finden.

Sie haben noch Fragen oder Ergänzungen zum Thema oder möchten sich bei einer Produktvorführung online oder auch gerne persönlich bei ihnen im Haus von der Leistungsfähigkeit der Systeme überzeugen? Dann melden Sie sich gerne über die Kommentarfunktion hier im Blog oder per Mail an cstuden(at)kocos.com.

Seit einem Jahr wird Gas immer teurer, auch der Strompreis in Europa steigt deutlich. Hängen diese Preise zusammen und welche Rolle spielt dabei welches Kraftwerk?

Gasmangel. Warum steigt der Strompreis überhaupt?
Da in Deutschland, wie auch weltweit, Strom überwiegend durch den Einsatz von fossilen Energieträgern gewonnen wird, hängt der Preis für die Kilowattstunde natürlich auch vom Grundpreis von Gas, Kohle, Öl und in gewissem Maß auch von Uran ab. Steigen die Preise der fossilen Energieträger, steigt auch der Strompreis.

Wie haben sich die Energiepreise bislang entwickelt?
Die Sorge um eine Verknappung der Gaslieferungen aus Russland hat die Gaspreise nicht nur in Deutschland immer weiter in die Höhe getrieben. Kraftwerke zahlten im Juni 2022 für Erdgas knapp 227,0 Prozent mehr als im Vorjahr. Die Gasrechnungen vieler Endverbrauchenden haben sich verdreifacht. Neben diesen rasanten Anstiegen der Preise im Gasmarkt sind gleichzeitig auch die Strompreise gestiegen. Innerhalb eines Jahres hat sich zum Beispiel der Strompreis an der Leipziger Strombörse European Power Exchange (EEX) um das 10-fache erhöht (Stand: August 2022) – von 50 auf 565 Euro pro MWh. Dies wirkt natürlich auch auf die Verbraucherinnen und Verbraucher zurück: Der Strompreis lag bei Neuverträgen Mitte November 2022, bei einem Verbrauch von 4.000 kWh inkl. Grundgebühr, bei 0,427 Euro pro kWh – Tendenz ungewiss.

Und was ist mit Strom aus Erneuerbaren Energien?
Strom aus Erneuerbaren Energien ist die mit Abstand günstigste Art der Stromgestehung. Sind Windkraft- oder Solar-Anlagen erstmal gebaut, verbrauchen sie für die direkte Stromproduktion fast keine Ressourcen. Allerdings liefern sie nicht kontinuierlich Strom. Damit ist die Energie aus diesen Quellen zwar günstig, aber ohne große Speicher und gut ausgebaute Stromnetze nicht konstant überall verfügbar. Sinkt denn der Strompreis, wenn mehr Strom aus Erneuerbaren eingespeist wird? Nein, so einfach ist es leider nicht. Denn der Strommarkt funktioniert nach dem Prinzip der „Merit Order“.

Definition: Merit-Order
Die Merit-Order ist die Einsatzreihenfolge der Kraftwerke, die durch die variablen Stromgestehungskosten bestimmt wird. Dabei werden zuerst die günstigsten Kraftwerke zur Deckung der Nachfrage aufgeschaltet, das letzte Kraftwerk mit den höchsten Grenzkosten, das zur Deckung der Nachfrage benötigt wird, bestimmt den Preis. Die Merit-Order (zu Deutsch „Reihenfolge der Vorteilhaftigkeit“) bestimmt damit den Strompreis an den Energiemärkten.

Dies bedeutet vereinfacht: Alle Kraftwerke bieten ihre Produktionskapazitäten an, bis genügend Strom in Europa produziert wird, um den Bedarf zu decken. Dabei wird allerdings nicht in der Art der Erzeugung unterschieden: Alle Anbieter erhalten denselben Preis, bestimmt durch das teuerste Kraftwerk am Netz. Bei dem Merit Order Prinzip spielt es beispielweise überhaupt keine Rolle, wie günstig der regenerative Strom gewonnen wurde. Auch die Subventionen für den Ausbau der regenerativen Energien zählen nicht.
So reicht zurzeit ein einziges Gaskraftwerk am Netz, um den Preis für die Kilowattstunde Strom stark zu erhöhen, ungeachtet der niedrigen Kosten anderer Energieträger bzw. „Kraftwerke“ zu diesem Zeitpunkt.

Warum gibt es eine „Merit Order“?
Auf einem herkömmlichen Markt würden Angebot und Nachfrage den Preis bestimmen – bis zu dem Zeitpunkt an dem ein Produkt nicht mehr verfügbar ist. Als Folge wären Gaskraftwerke dann aber fast nie in Betrieb, da ein kostendeckender Betrieb nicht garantiert ist. Über die „Merit Order“ wird dies so ausgeglichen, dass immer genügend Strom bedarfsgerecht zur Verfügung steht und die Netze stabil bleiben.

Dabei bietet jeder Erzeuger seinen Strom so an, dass seine Kosten (Grenzkosten) gedeckt sind. Zum Zuge kommen dann sukzessive alle Angebote, bis die Nachfrage gedeckt ist – das teuerste zum Einsatz kommende Kraftwerk bestimmt dann den Preis für alle. Dieses Kraftwerk deckt nur seine Grenzkosten, alle anderen erzielen Gewinne. Der entstandene Preis wird Grenzpreis genannt.
Die Grenzkosten sind die Kosten, die anfallen, um die nächste Ware oder in diesem Fall die nächste Megawattstunde zu erzeugen. Investitions- oder Kapitalkosten sind nicht enthalten, dafür aber beispielsweise die Brennstoffkosten.
Auf dem Energiemarkt gilt generell, dass das „Produkt“ Strom nicht „ausverkauft“ sein darf, da sonst die Energieversorgung gestört werden kann und es im schlimmsten Fall zu einem lokalen oder flächendeckenden Blackout kommen könnte.

Wer hat das Prinzip der Merit Order erfunden?
„Der Grenzpreis (gefunden durch die Merit Order) ist keine künstliche Regel, die sich jemand ausgedacht hat“, führt Lion Hirth in der Stuttgarter Zeitung aus. Lion Hirth ist Juniorprofessor für Energiepolitik an der privaten Hochschule Hertie School in Berlin und Geschäftsführer des energiewirtschaftlichen Beratungsunternehmens Neon. „Es ist keine willkürliche Wahl zwischen alternativen Marktdesigns, sondern der natürliche Weg, wie sich Preise auf freien Märkten bilden“, führt er im Weiteren aus. Auch andere Rohstoffmärkte funktionierten nach diesem Prinzip – „egal ob Öl, Gas, Kupfer, Milch oder Solaranlagen“, so der Energieexperte.

Was passiert zurzeit?
Aktuell treffen mehrere Entwicklungen zusammen: Zum einen fällt derzeit in Frankreich etwa die Hälfte der 56 Kernkraftwerke wegen Wartungsarbeiten oder technischer Mängel aus. Zum zweiten behindert der niedrige Wasserstand der Flüsse die Kohleversorgung der Kohlekraftwerke. Und zum dritten ist der Gaspreis auf einem hohen Niveau und beeinflusst, wie oben beschrieben, die Stromgestehungskosten.

Reichen denn Kohle, Kernkraft und Erneuerbare Energien nicht aus?
Leider nicht. Das liegt zum einen daran, dass die heutigen Kapazitäten von Wasser- und Windkraft sowie Photovoltaik weder in Deutschland noch in Europa insgesamt ausreichen, um den gesamten Strombedarf zu decken. Hinzu kommt, dass wie oben beschrieben, viele konventionelle Kraftwerke derzeit abgeschaltet oder nur eingeschränkt betreibbar sind.

Darüber hinaus fehlt es an Übertragungsnetzkapazitäten über ganz Europa hinweg. So können oft die Strommengen, die zum Beispiel an der windreichen Nordseeküste in Deutschland anfallen, nicht in den energiehungrigen Süden Deutschlands transportiert werden. Die Bundesnetzagentur reagiert bei einem solchen Flaschenhals dann mit einem „Redispatch“: Dabei wird im Norden die Leistung von Windenergieanlagen reduziert und im Süden wird die Leistungsanforderung der Kraftwerke erhöht, so dass eine Überlastung des Stromnetzes vermieden wird. Häufig kommen hierbei Gaskraftwerke zum Einsatz, die ihre Stromproduktion besonders flexibel und schnell anpassen können. Auch das hat natürlich zusätzliche Auswirkungen auf den Strompreis.

Handlungsoptionen und Risiken
Der erhöhte Gaspreis, im Wesentlichen verursacht durch den Krieg der Ukraine, treibt auch die Strompreise in die Höhe. Da Strom in die Preisgestaltung vieler anderer Produkte bis hin zum Frühstücksbrötchen einfließt, heizt dies die Inflation gehörig an. Seit Wochen wird vielfältig diskutiert, wie dem Preisauftrieb Einhalt geboten werden könnte.
„Eine Diskussion über eine Umverteilung von Gewinnen und eine Entlastung der Verbraucher, die aber Einsparanreize erhält, also kein einfacher Preisdeckel ist, halte ich für den Weg, den man kurzfristig beschreiten kann“, sagt Christoph Maurer, Geschäftsführer der Aachener energiewirtschaftlichen Beratungsfirma Consentec. Eine grundsätzliche Änderung des Marktdesigns sollte man aber auf keinen Fall kurzfristig beschließen, warnt er. „Das Risiko, dass man dann zu nicht durchdachten Lösungen kommt und die Krise möglicherweise sogar verstärkt, ist sehr groß“, so der Energieexperte Maurer in der Stuttgarter Zeitung.

Quellen: Die Zeitschriften: „Zeit, Standard und Stuttgarter Zeitung“, die Fachzeitschrift „Chip“, Wikipedia und eigene Recherchen

Six-Sigma in der Siliziumkarbid-Substratherstellung mit LOTOS 3D-Messystemen.

Das Erreichen der strengen Null-Fehler-Strategie in der Automobilindustrie wird zu einer großen Herausforderung für die Hersteller von Siliziumkarbid-Substraten. Sowohl die Umstellung von 150- auf 200-mm-Wafer, als auch die generelle Verlagerung ihres Schwerpunktes weg von reinem Silizium, zwingen die Hersteller um ausreichende Erträge und Zuverlässigkeit zu ringen.

SiC ist eine Kombination aus Silizium und härteren Karbidmaterialien und hat sich aufgrund seiner großen Bandlücke zu einer Schlüsseltechnologie für batteriebetriebene Elektrofahrzeuge entwickelt. Siliziumkarbid funktioniert bei höherer Leistung, höheren Temperaturen und höheren Schaltfrequenzen als Silizium. Diese Eigenschaften können genutzt werden, um die Reichweite von Elektrofahrzeugbatterien zu erhöhen und die Ladezeit zu verkürzen.

"Die Leute wollen ihr Auto in weniger als 10 bis 15 Minuten aufladen, und das wird sich weiter entwickeln", sagte Sam Geha, CEO von Infineon Technologies' Memory Solutions. "Das erfordert Siliziumkarbid und andere Technologien sowie eine stärkere Automatisierung.“

LOTOS 3D-Messysteme helfen bei Umsetzung der Null-Fehler-Strategie hin zu Produktionsprozessen mit hoher Ausbeute ohne jeglichen Ausschuss. Bereits kurz nach der Kristallzucht können die Siliziumkarbid-Blöcke auf geometrische Größen geprüft werden, sodass in den nachfolgenden Produktionsprozessen kein Ausschuss mehr entstehen kann.

LOTOS kontrolliert alle gängigen Parameter wie Außendurchmesser und Durchmesser am Primär- und Sekundär-Flat, die Flat-Längen, die Notch-Kontur, sowie deren genaue Winkelpositionen.

Spannungsqualität

Die Europäische Norm EN 50160 beschreibt die Hauptmerkmale der Versorgungsspannung am Verknüpfungspunkt des Kunden in öffentlichen Stromversorgungsnetzen. Sie spezifiziert, welche Grenzen die verschiedenen Parameter der Netzspannung unter normalen Betriebsbedingungen einhalten müssen.
Im Wesentlichen müssen folgende Parameter permanent überwacht werden:

  1. Spannungsamplitude
  2. Frequenz
  3. Symmetrie
  4. Flicker
  5. Oberschwingungen

So erlaubt die EN50160 Beispielsweise für Spannungsabweichungen eine Toleranz von +-10% der Nennspannung, die von 99% aller Messwerte innerhalb eines Wochenintervalls eingehalten werden müssen. Für die verbleibenden 1% innerhalb einer Woche ist eine Abweichung von +10 und -15% erlaubt.
Für die Ermittlung der Spannungsabweichung werden 10-Minuten-Mittelwerte herangezogen. Die angegebenen Abweichungen gelten also für langsame Spannungsänderungen.
Für die anderen Parameter wie Frequenz, Gesamtoberschwingungsgehalt, individuelle Oberschwingungen, Rundsteuersignale, Flicker usw. wird ebenso verfahren. Allerdings mit unterschiedlichen Grenzwerten, Perzentilen, Mittelungs- und mitunter auch anderen Beobachtungsintervallen.

Netzstörungen
Infolge von Netzstörungen treten meist schnelle Spannungsänderungen auf, deren Messwerte zweimal je Netzperiode bestimmt werden (rms1/2). Fällt der Messwert in einen Bereich von 1% bis kleiner 90% der Nennspannung, spricht man von einem Spannungseinbruch. Fällt der Messwert aller Phasen unter die 1%-Schwelle, liegt eine Versorgungsunterbrechung vor. Bei Messwerten größer als 110% der Nennspannung spricht man von einer Überspannung.
Netzstörungen werden nach ihrer Dauer und der erreichten Amplitude klassifiziert.

Spannungsqualitätsbericht
Da diese Grenzwerte für Spannungsqualität nur für den ungestörten Betriebsfall gültig sind, müssen Messwerte, die während einer Netzstörung aufgelaufen sind, markiert und aus der statistischen Energiequalitätsbewertung herausgerechnet werden.
Diese Arbeit übernimmt die Expert-Bediensoftware für die EPPE- und SHERLOG-Geräte auf Wunsch automatisch. Sie erstellt vollständig automatisiert normgerechte Spannungsqualitätsberichte von allen Messstellen über definierbare Betrachtungszeiträume.
Der Inhalt der Berichte kann individuell angepasst werden und beinhaltet neben dem normgerechten Spannungsqualitätsnachweis auch Angaben zu der Häufigkeit und Dauer von Versorgungsunterbrechungen, Spannungseinbrüchen und -erhöhungen samt Klassifizierung nach UNIPEDE, CBEMA, ITIC und SEMI F47.
Auch enthalten sein können Signalverläufe und Statistiken zu Strom, Wirk-, Bild- und Scheinleistung sowie zum Leistungsfaktor in den Bericht aufgenommen werden.
Die fertigen Berichte können ebenfalls automatisiert als PDF- oder DOCX- Datei zur späteren Verwendung abgelegt, an Netzwerkdrucker und an E-Mail-Adressen versendet werden.