Ultra Low Harmonic Drives verbessern Hochwasserschutz

Das Schöpfw­erk Philipps­burg schützt Gemein­den nördlich der Stadt Philipps­burg vor schädlichen Grund­wasser­anstiegen. Seit Herb­st 2025 regeln Ultra Low Har­mon­ic Dri­ves ACS880-37 von Asea Brown Boveri (ABB) seine Pumpen, sor­gen für ein sauberes Strom­netz und ent­las­ten dadurch auch den Not­strom­gen­er­a­tor der Anlage.

Der Hochwasser­rück­hal­ter­aum „Pold­er Rhein­schanzin­sel“ ist seit Ende 2015 in Betrieb. Auf ein­er Fläche von rund 210 Hek­tar dient der Pold­er dazu, bis zu 6,2 Mil­lio­nen Kubik­me­ter Wass­er zurück­zuhal­ten, um die Hochwasserge­fahr für Gemein­den nördlich von Philipps­burg in Baden-Würt­tem­berg zu ver­ringern. Als Taschen­pold­er wird er bei definierten Hochwasser­marken des Rheins nach einem deutsch-franzö­sis­chen Regel­w­erk geflutet, wobei das Wass­er über Ein- und Aus­lass­bauw­erke in den Pold­er strömt und dort bis zu einem max­i­malen Wasser­stand von 99,40 Meter über Nor­mal­null gespe­ichert wer­den kann. Mit sink­en­dem Rhein­pegel erfol­gt die kon­trol­lierte Entleerung.

Der Pold­er kommt durch­schnit­tlich drei- bis vier­mal pro Jahrhun­dert bei Hochwasser­ereignis­sen zum Ein­satz, während in den Zwis­chen­zeit­en par­tielle Flu­tun­gen der Auen­re­na­turierung dienen. Zur Überwachung wur­den zudem ins­ge­samt 27 mit Daten­log­gern aus­ges­tat­tete Grund­wasser­messstellen eingerichtet.

Hochwasser­schutz und Auen­re­na­turierung
Während der Pold­er­flu­tung regelt das vom Regierung­sprä­sid­i­um Karl­sruhe betriebene Schöpfw­erk Philipps­burg den Wasser­stand des Altrheins, unter­stützt durch weit­ere Bin­nen­schöpfw­erke, und schützt so gefährdete Gemein­den vor schädlichen Grund­wasser­anstiegen. Das Schöpfw­erk wurde 2015 baulich angepasst, damit bei einem Poldere­in­satz der Wasser­spiegel im Philipps­burg­er Altrhein tiefer abge­senkt wer­den kann als bei Hochwasser­be­trieb ohne Poldereinsatz.

Sechs Pumpen mit ein­er Leis­tung von jew­eils 630 Kilo­watt bei 690 Volt und einem max­i­malen Durch­fluss von 5,2 Kubik­me­ter pro Sekunde sor­gen für den entsprechen­den Wasser­durch­fluss zur Sich­er­stel­lung des Grund­wasser­spiegels. Um den Grund­wasser­spiegel zu begren­zen, wird der Wasser­stand im Altrhein angepasst. In Abhängigkeit von dem ank­om­menden Wass­er wer­den die Pumpen bedarf­s­gerecht zugeschal­tet. Um bei einem Net­zaus­fall die Stromver­sorgung der Pumpen sicherzustellen, ist zusät­zlich ein Not­stromdiese­lag­gre­gat mit ein­er Leis­tung von 4 Megawatt im Schöpfw­erk installiert.

Ultra Low Har­mon­ic Dri­ves erset­zen Soft­starter
Soft­starter hat­ten in der Ver­gan­gen­heit die Auf­gabe, die Pumpen­mo­toren mit reduziertem Strom langsam zu starten. Im Herb­st 2025 wur­den diese durch drei Fre­quen­zum­richter-Schrankgeräte ACS880-37 erset­zt. Die Ultra Low Har­mon­ic Dri­ves von ABB mit ein­er Nennleis­tung von jew­eils 900 Kilo­watt bei 690 Volt gewährleis­ten ein geeignetes Anlaufver­hal­ten der Motoren, passen die notwendi­ge För­der­menge an und ver­hin­dern Prob­leme mit Oberschwingungen.

Ultra Low Har­mon­ic Dri­ves kön­nen Ober­schwingun­gen auf unter 3 Prozent ohne zusät­zliche Kom­po­nen­ten wie externe Fil­ter oder spezielle Aus­rüs­tun­gen reduzieren. Sie bein­hal­ten eine Kom­po­nente zur Ver­ringerung von Ober­schwingun­gen, ein­schließlich ein­er aktiv­en Ein­speiseein­heit und eines inte­gri­erten Oberschwingungsfilters.

Not­strom­be­trieb wird nicht belastet
Die Ultra Low Har­mon­ic Dri­ves sor­gen nicht nur für ein sauberes Strom­netz, son­dern beim Schöpfw­erk Philipps­burg auch dafür, dass Ober­schwingun­gen den Gen­er­a­tor im Not­strom­be­trieb nicht belas­ten. Der Not­strom­gen­er­a­tor läuft dadurch nicht Gefahr zu über­hitzen oder dass seine Steuerung gestört wird. Ein störungs­freier Betrieb wird dadurch sichergestellt.

Der Antrieb­sspezial­ist IWIK hat die Fre­quen­zum­richter in Betrieb genom­men. Das Unternehmen aus dem hes­sis­chen Ben­sheim ist ein ABB-Part­ner und bietet zer­ti­fizierte Leis­tun­gen in den Bere­ichen Verkauf, Sup­port, Wartung und Engi­neer­ing in enger Zusam­me­nar­beit mit ABB an. Die Kühn Elek­trotech­nik aus Karl­sruhe zeich­nete für die Pla­nung der Elek­trotech­nik ver­ant­wortlich und hat IWIK mit der Inbe­trieb­nahme beauftragt.

Geringe Ober­schwingun­gen
Net­zober­schwingun­gen ver­schmutzen das Strom­netz und verur­sachen ein unberechen­bares Ver­hal­ten der angeschlosse­nen Ein­rich­tun­gen. Zu den Geräten, die das Strom­netz mit Ober­schwingun­gen belas­ten kön­nen, zählen neben vie­len anderen elek­tro­n­is­chen Sys­te­men auch Fre­quen­zum­richter. Sie kön­nen eine Net­zstromverz­er­rung zur Folge haben, die in elek­trischen Sys­te­men Prob­leme verur­sachen und zu Über­hitzung oder Störun­gen der ans Netz angeschlosse­nen Ver­brauch­er führen kann.

Fre­quen­zum­richter, die geringe Ober­schwingun­gen erzeu­gen, wie die Schrankgeräte ACS880-37 in der Ultra Low Har­mon­ic Ver­sion, kön­nen die Net­zqual­ität verbessern und tra­gen den ver­mehrt gestell­ten Forderun­gen nach ein­er höheren Qual­ität der Net­zs­pan­nung Rech­nung. Bei einem kon­ven­tionellen Fre­quen­zum­richter mit ein­er 6‑Puls-Dio­den­brücke als Gle­ichrichter ist der net­z­seit­ige Strom nicht sinus­för­mig und hat einen sig­nifikan­ten Ober­schwingungs­ge­halt, speziell der 5. und 7. Har­monis­chen. Bei solchen Geräten ohne Gegen­maß­nahme liegt der Ober­schwingungsan­teil bei bis zu 150 Prozent. Ein besseres Ver­hal­ten zeigen die Ultra Low Har­mon­ic Dri­ves von ABB und gewährleis­ten so eine verbesserte Netzqualität.