EN 50160 - Merkmale der Spannung in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen EN 50160 Grenzwerte
Übersicht Die EN 50160 ist die europäische Norm, die die Merkmale der Versorgungsspannung in öffentlichen Niederspannungs- und Mittelspannungsnetzen definiert. Sie legt Grenzwerte und Messmethoden für die Spannungsqualität fest.
Anwendungsbereich
Niederspannung (NS): Nennspannung Un ≤ 1 kV (typisch 230/400 V)Mittelspannung (MS): 1 kV < Un ≤ 36 kVGilt für normale Betriebsbedingungen
Messort: Übergabestelle (PCC - Point of Common Coupling)
Spannungsgrenzwerte Netzfrequenz (50 Hz)
Parameter Grenzwert Messintervall Frequenz (Verbundnetz) 50 Hz ± 1% (49,5 - 50,5 Hz) 99,5% des Jahres Frequenz (Verbundnetz) 50 Hz +4%/-6% (47 - 52 Hz) 100% der Zeit Frequenz (Inselnetz) 50 Hz ± 2% (49 - 51 Hz) 95% einer Woche Frequenz (Inselnetz) 50 Hz ± 15% (42,5 - 57,5 Hz) 100% der Zeit
Spannungshöhe
Parameter Grenzwert NS Grenzwert MS Langsame Spannungsänderung Un ± 10% Un ± 10% (95% aller 10-min-Mittelwerte einer Woche) 207 - 253 V Schnelle Spannungsänderung ≤ 5% Un (normal) ≤ 4% Un ≤ 10% Un (selten) ≤ 6% Un
Flicker (Spannungsschwankungen)
Parameter Grenzwert Beschreibung Pst (Kurzzeit-Flicker) ≤ 1,0 95% aller 10-min-Werte einer Woche Plt (Langzeit-Flicker) ≤ 1,0 95% aller 2h-Werte einer Woche
Berechnung Plt:
Plt = ∛[(Pst1³ + Pst2³ + ... + Pst12³) / 12]
Oberschwingungen (Harmonische) #### Einzelne Harmonische (% von Un)
Ordnung Grenzwert Ordnung Grenzwert 3 5,0% 2 2,0% 5 6,0% 4 1,0% 7 5,0% 6...24 0,5% 9 1,5% 11 3,5% 13 3,0% 15 0,5% 17 2,0% 19 1,5% 21 0,5% 23 1,5% 25 1,5%
#### Gesamte harmonische Verzerrung (THD)
Parameter Grenzwert THD (Total Harmonic Distortion) ≤ 8% (inklusive Harmonische bis zur 40. Ordnung)
Berechnung THD:
THD = √(U2² + U3² + U4² + ... + U40²) / U1 × 100%
Unsymmetrie
Parameter Grenzwert Spannungsunsymmetrie ≤ 2% (Gegensystemkomponente / Mitsystemkomponente) In Gebieten mit hohem Einphasenlast-Anteil ≤ 3%
Signalspannungen
Frequenzbereich Grenzwert Rundsteuersignale je nach Frequenz: 5-9% Un
Spannungseinbrüche und Überspannungen Spannungseinbrüche (Voltage Dips)
Parameter Beschreibung Tiefe 10% - 99% von Un Dauer 10 ms bis 1 min Häufigkeit Einige 10 bis 1000 pro Jahr (ortsabhängig)
Klassifizierung nach Tiefe:
Klasse 1: 10-30% Einbruch
Klasse 2: 30-60% Einbruch
Klasse 3: 60-99% Einbruch
Kurze Unterbrechungen
Parameter Grenzwert Dauer ≤ 3 min Häufigkeit Einige 10 bis mehrere 100 pro Jahr 70% der Unterbrechungen < 1 s
Lange Unterbrechungen
Parameter Beschreibung Dauer > 3 min Häufigkeit < 10 bis 50 pro Jahr (ortsabhängig)
Temporäre Überspannungen
Parameter Grenzwert Zwischen Leiter und Erde Selten > 1,5 kV (RMS)
Messung und Auswertung Messintervall
Parameter Aggregation Grundmessintervall 10 Perioden (200 ms bei 50 Hz) Mittelungsintervall 10 Minuten Bewertungszeitraum 1 Woche (95%-Perzentil)
Messgeräte
Klasse A Messgeräte nach IEC 61000-4-30
Mindestens 16 Bit Auflösung
Abtastrate: ≥ 256 Samples pro Periode
Praktische Anwendung für Stromfee Anomalie-Erkennung Folgende Grenzwertüberschreitungen sollten erkannt werden:
1. Kritisch (sofortige Warnung):
- Spannung außerhalb 207-253 V
- THD > 8%
- Frequenz außerhalb 49,5-50,5 Hz
2. Warnung:
- Spannung nahe Grenzwert (±8% von Un)
- THD > 6%
- Einzelne Harmonische über Grenzwert
- Plt > 0,8
3. Info:
- Spannungseinbrüche (Logging)
- Unsymmetrie > 1,5%
InfluxDB Schema für EN 50160
// Beispiel Flux Query für Grenzwertprüfung
from(bucket: "netzanalyse")
r with
in_limits: r._value >= 207.0 and r._value <= 253.0
}))
ClickHouse Tabelle
CREATE TABLE power_quality_events (
timestamp DateTime,
event_type Enum8('voltage_dip' = 1, 'overvoltage' = 2, 'thd_exceeded' = 3, 'frequency_deviation' = 4),
duration_ms UInt32,
magnitude Float32,
limit_value Float32,
measurement_point String
) ENGINE = MergeTree()
ORDER BY (timestamp, event_type);
Referenzen
EN 50160:2010 + A1:2015 + A2:2019 + A3:2019
IEC 61000-4-30 (Messverfahren)
VDE-AR-N 4100 (Technische Anschlussregeln Niederspannung)
VDE-AR-N 4110 (Technische Anschlussregeln Mittelspannung)
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Generiert mit Stromfee Academy | Bild: Leonardo AI Flux
