Normative Grundlagen zur Obeschwingungserfassung

In Bezug auf die Entstehung von Oberschwingungen gelten verschiedene Normen und Vorschriften:

• Normen zur Begrenzung der Auswirkungen auf die Verteilnetze,
• Normen, nach denen Geräte geprüft werden müssen, welche Oberschwingungen erzeugen,
• Empfehlungen von Netzbetreibern, die für Anlagen gelten.

Im Hinblick auf eine schnelle Verringerung der Auswirkungen von Oberschwingungen gilt zur Zeit ein 3-stufiges System aus Normen und Vorschriften auf Basis der nachfolgend aufgelisteten Dokumente.

Normen bezüglich der Verträglichkeit zwischen Verteilnetzen und Produkten

Diese Normen legen die erforderliche Verträglichkeit zwischen Verteilnetzen und Produkten fest:

• Die von einem Gerät erzeugten Oberschwingungen dürfen Störungen im Verteilnetz nur innerhalb bestimmter Grenzwerte verursachen.
• Jedes Gerät darf, während des Betriebes bei Störungen bis zu bestimmten Grenzwerten, nicht in seiner Funktion beeinträchtigt werden.
• IEC 61000-2-2 (VDE 0839-2-2) regelt den Verträglichkeitspegel für niederfrequente, leitungsgeführte Störgrößen und Signalübertragung in öffentlichen Niederspannungsnetzen.
• IEC 61000-2-4 (VDE 0839-2-4) regelt den Verträglichkeitspegel für niederfrequente, leitungsgeführte Störgrößen in Industrieanlagen.
• IEC 61000-2-12 (VDE 0839-2-12) regelt den Verträglichkeitspegel für niederfrequente, leitungsgeführte Störgrößen und Signalübertragung in öffentlichen Mittelspannungsnetzen.

Normen bezüglich der Qualität in elektrischen Verteilnetzen

• EN 50160 definiert die Merkmale der Spannungsqualität in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen am Übergabepunkt zum Kunden.
• IEEE 519 enthält einen gemeinsamen Ansatz von Netzbetreibern und Kunden zur Begrenzung der Auswirkung von nichtlinearen Lasten. Desweiteren fördern die Netzbetreiber vorbeugende Maßnahmen, um eine Verringerung der Netzqualität aufgrund des Temperaturanstiegs in den Leitern und die Reduzierung des Leistungsfaktors zu vermeiden. Sie tendieren zunehmend dazu, Kunden, deren Geräte die Hauptverursacher von Oberschwingungen sind, entsprechende Abhilfemaßnahmen durchführen zu lassen oder sie belasten diese Kunden mit entsprechenden Kosten.

Gerätenormen

• IEC 61000-3-2 (VDE 0838-2) enthält die Grenzwerte für Oberschwingungsströme für Geräte bis zu einem Eingangsstrom von 16 A je Leiter.
• IEC 61000-3-12 (VDE 0838-12) enthält Grenzwerte für Oberschwingungsströme, verursacht von Geräten und Einrichtungen mit einem Eingangsstrom > 16 A und ≤ 75 A je Leiter, die zum Anschluss an öffentliche Niederspannungsnetze vorgesehen sind.

Maximal zulässige Oberschwingungsanteile der Spannung in %

In internationalen Untersuchungen wurden Daten gesammelt, die zu einer Einschätzung typischer Oberschwingungen führen, die in elektrischen Verteilnetzen oftmals auftreten. Abbildung M1 enthält die Pegel, die nach Meinung der Netzbetreiber nicht überschritten werden sollten.

Ungeradzahlige Oberschwingungen (Keine Vielfache von 3)			Ungeradzahlige Oberschwingungen (Vielfache von 3)			Geradzahlige Oberschwingungen
Ordnung h	NS[1]	HS	Ordnung h	NS	HS	Ordnung h	NS	HS
5	6	6	3	5	5	2	2	2
7	5	5	9	1,5	1,5	4	1	1
11	3,5	3,5	15	0,4	0,4	6	0,5	0,5
13	3	3	21	0,3	0,3	8	0,5	0,5
17	2	-	21 < h ≤ 45	0,2	0,2	10	0,5	-
17 < h ≤ 49	2,27 x (17/h) - 0,27	2,27 x (17/h) - 0,27				10 < h ≤ 50	0,25 x (10/h) + 0,25	0,25 x (10/h) + 0,25

[1] Gemäß IEC 61000-2-4 (VDE 0839-2-4), Klasse 2, IEC 61000-2-12 (gemäß VDE 0839-2-12)

Abb. M1: Maximal zulässige Oberschwingungspegel