{"id":19260,"date":"2026-01-15T12:04:10","date_gmt":"2026-01-15T12:04:10","guid":{"rendered":"https:\/\/danisense.com\/documentation\/einspeisung-von-gleichstrom-dc-aus-erneuerbaren-energien-wenn-genauigkeit-bei-der-messung-der-netzqualitaet-wichtig-ist\/"},"modified":"2026-01-27T07:05:55","modified_gmt":"2026-01-27T07:05:55","slug":"einspeisung-von-gleichstrom-dc-aus-erneuerbaren-energien-wenn-genauigkeit-bei-der-messung-der-netzqualitaet-wichtig-ist","status":"publish","type":"documentation","link":"https:\/\/danisense.com\/de\/documentation\/einspeisung-von-gleichstrom-dc-aus-erneuerbaren-energien-wenn-genauigkeit-bei-der-messung-der-netzqualitaet-wichtig-ist\/","title":{"rendered":"Direct Current (DC) injection from renewable energies – When accuracy matters in Power Quality measurements"},"content":{"rendered":"\t\t
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Direct Current (DC) injection from renewable energies – When accuracy matters in Power Quality measurements<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
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In den letzten Jahren wurden in der Strom- und Energiewirtschaft sowie in Verteilungs- und Transportnetzen immer h\u00e4ufiger Messungen der Netzqualit\u00e4t durchgef\u00fchrt. Diese Messungen konzentrieren sich haupts\u00e4chlich auf die klassischen charakteristischen Parameter wie Spannungseinbr\u00fcche, Spannungstransienten und Oberschwingungen. Die Normen f\u00fcr die Qualit\u00e4t von Verteilungsnetzen geben H\u00f6chstwerte vor. <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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  • EN 50160<\/li>
  • IEEE 519<\/li>
  • Leitlinie G5\/4<\/li>
  • D-A-CH-CZ – Technische Regeln f\u00fcr die Bewertung von Netzst\u00f6rungen<\/li><\/ul>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    Dar\u00fcber hinaus kann die Kompatibilit\u00e4t zwischen Verteilungsnetzen und Produkten nach den Normen IEC 61000-2-2 f\u00fcr \u00f6ffentliche Niederspannungsnetze und IEC 61000-2-4 f\u00fcr industrielle Nieder- und Mittelspannungsanlagen\nbewertet werden. Ein wichtiger Parameter der Netzqualit\u00e4t, der in den Normen oft nicht ber\u00fccksichtigt wird, ist die Gleichstromkomponente. <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Die folgenden Fragen haben bis jetzt nur wenig Beachtung gefunden:<\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Wie viel DC-Offset wird in das Netz eingespeist?
    Wie sollten die DC-Komponenten auf zuverl\u00e4ssige Weise gemessen und qualifiziert werden?
    Wie wirkt sich die Gleichstromkomponente auf das \u00fcbrige System aus und was kann getan werden, um ihre Pr\u00e4senz zu begrenzen? <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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    DC-Grenzwerte in der Normung<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    In Deutschland findet sich die Gleichstromkomponente in der Technischen Aufbaurichtlinie (TAR) Niederspannung unter Punkt 5.4.4.9 Einspeisung von Gleichstr\u00f6men in das Niederspannungsnetz.1<\/sup> Hier hei\u00dft es ausdr\u00fccklich: <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    5.4.4.9 Einspeisung von Gleichstr\u00f6men in das Niederspannungsnetz <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Ein Konverter darf nicht mehr als 0,5 % seines Nennstroms oder maximal 20 mA<\/b> (der h\u00f6here Wert ist zu w\u00e4hlen\n) als Gleichstrom<\/b> einspeisen .<\/b> <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Anmerkung 1: Die Messung von Gleichstr\u00f6men basiert auf DIN EN 61000-4-7 (VDE 0847-4-7) \u00fcber 10 Grundschwingungsperioden\noscillaNon <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Hinweis 2: Gleichstr\u00f6me k\u00f6nnen Korrosionssch\u00e4den an Kabeln und Sch\u00e4den an anderen Ger\u00e4ten sowie S\u00e4ttigungserscheinungen\nvon Transformatoren und anderen Induktoren verursachen. <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Der Standardtext f\u00fchrt ausdr\u00fccklich Konverter als unerw\u00fcnschte Gleichstromquellen auf. H\u00f6chstwerte f\u00fcr den Gleichstromanteil sind\nauch in anderen L\u00e4ndern zu finden. Drei Beispiele sind in der folgenden Tabelle aufgef\u00fchrt <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    DC-Messungen an Konvertern<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    In einer IEEE-Publikation aus dem Jahr 2019 wurden die Gleichstromkomponenten von drei typischen Solarwechselrichtern untersucht.2<\/sup> Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle\naufgef\u00fchrt. <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Die Typen A und B \u00fcberschreiten die Grenzwerte von 20 mA DC gem\u00e4\u00df der neuesten deutschen Niederspannungsrichtlinie (TAR). <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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    DC-Quellen in Konvertern<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    In Konvertern gibt es mehrere Gleichstromquellen, wie die folgende Abbildung eines Konvertersystems veranschaulicht.<\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Einzelnachweis vs. Routinepr\u00fcfung <\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    Normativ ist die Pr\u00fcfung der Gleichstromkomponente bereits in den aktuellen Normen f\u00fcr das Einheitenzertifikat von Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz vorgeschrieben. Die Messung des Gleichstromanteils ist im IEEE Std 1547.1-20204<\/sup>\nunter Punkt 5.9.2 beschrieben. In der deutschen Vornorm VDE V 0124-1005<\/sup>\n ist der Test unter 5.2.6.1 beschrieben. <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Im Allgemeinen handelt es sich bei einem St\u00fcckgutachten jedoch um eine Typpr\u00fcfung, bei der nur ein Ger\u00e4t der gesamten Serie exemplarisch gepr\u00fcft wird.\nDie Ursachen f\u00fcr den Ausfall einer DC-Komponente k\u00f6nnen viele Ursachen haben, wie z.B. die Verarbeitungsqualit\u00e4t oder die Asymmetrie der eingebauten Leistungstransistoren, die von Ger\u00e4t zu Ger\u00e4t leicht variieren k\u00f6nnen. Um den tats\u00e4chlichen Gleichstromanteil zu ermitteln, sollte der Hersteller des Wechselrichters einen Routinetest an jedem produzierten Wechselrichter durchf\u00fchren. So kann auch bei Wechselrichtern mit einem tadellosen Einzelzertifikat nicht ausgeschlossen werden, dass sie bei der Einspeisung ins Netz eine parasit\u00e4re Gleichstromquelle darstellen. \n<\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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    Messger\u00e4te f\u00fcr das Einheitenzertifikat und die Messung der Stromqualit\u00e4t <\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    Es ist eine Tatsache, dass die Spannungsqualit\u00e4t am Netzanschlusspunkt nicht nur von Standort zu Standort, sondern auch im Laufe der Zeit variiert. So kann z.B. bei schlechten Netzspannungsbedingungen eine bereits vorhandene Gleichstromkomponente die DC\nStromkomponente des Konverters negativ beeinflussen. Rogowski-Spulen, die zur Messung der Netzqualit\u00e4t vor Ort eingesetzt werden, k\u00f6nnen nur die\nWechselstromkomponenten im Stromsignal erkennen. Stromzangen mit Hall-Element sind oSen aufgrund der Messunsicherheit nicht ausreichend. In den\nMesslaboren der Zertifizierungsgesellschaften werden daher hochpr\u00e4zise Fluxgate-Stromwandler der d\u00e4nischen Firma Danisense eingesetzt. Diese Sensoren werden direkt in D\u00e4nemark im eigenen, nach IEC 17025 zertifizierten Messlabor der Firma\nkalibriert und mit dem notwendigen Kalibrierungszertifikat\nversehen. <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    In ersten Pilotprojekten wurden diese Fluxgate-Wandler auch in Verbindung mit hochpr\u00e4zisen Power Quality\n-Analysatoren eingesetzt. F\u00fcr die anspruchsvolle Messung des kleinen Gleichstromanteils in netzgekoppelten Anlagen sollte der Power Quality Analyzer (PQA) ein sehr gutes Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis haben, da sonst kleinere Pegel unterhalb oder oberhalb der Nennfrequenz im Rauschen untergehen. <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Gleichzeitig sollte der PQA eine M\u00f6glichkeit bieten, einen m\u00f6glichen DC-Offset des Stromsensors zu kompensieren, so dass\nauch kleinste Pegel sehr genau gemessen werden k\u00f6nnen. Mit dem Netzqualit\u00e4tsanalysator PQA8000H von Neo Messtechnik ist der Anschluss von Fluxgate-Wandlern m\u00f6glich. Neben einem sehr guten Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis k\u00f6nnen auch die Frequenzparameter der FFT-Analyse frei gew\u00e4hlt werden. Die normative Gruppierung nach IEC 61000-\n4-7 ist oSen zu grob f\u00fcr weitere Analysen, insbesondere im niederfrequenten Bereich. Aus diesem Grund kann der PQA auch im Hochspannungsnetz eingesetzt werden, um geomagnetisch induzierte Quasi-Gleichstr\u00f6me im Bereich von 0 bis 1 Hz zu erkennen. <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    DC-Messungen mit hochgenauen Fluxgate-Wandlern sind auch direkt im Umrichter m\u00f6glich. F\u00fcr kleinere\nNennstr\u00f6me sind Fluxgate-Wandler f\u00fcr die Leiterplattenmontage erh\u00e4ltlich, so dass die Frequenzumrichter den Ausgangsstrom selbst \u00fcberpr\u00fcfen k\u00f6nnen. <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Zertifikat der Anlage <\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    Wenn mehrere zertifizierte Photovoltaik-Module und Wechselrichter zu einem gro\u00dfen Kraftwerk kombiniert werden, ist zus\u00e4tzlich zu den Einzelzertifikaten der Hersteller ein Anlagenzertifikat\nerforderlich. In Deutschland ist ein Anlagenzertifikat\nf\u00fcr alle Anlagen gr\u00f6\u00dfer als 135 kW erforderlich. Der Anschlusspunkt befindet sich dann oSen auf der Mittelspannungsebene, um\n\u00dcbertragungsverluste zu minimieren. Eine Gleichstrommessung ist hinter dem Transformator nicht mehr erforderlich. Dennoch kann ein Gleichstrom auf der Niederspannungsseite die Lebensdauer des Transformators erheblich verk\u00fcrzen. Daher w\u00e4re eine Gleichstrommessung auf der Niederspannungsseite durchaus im Interesse des Anlagenbetreibers, um die Ausfallzeiten und Wartungskosten der Anlage w\u00e4hrend der gesamten Lebensdauer des Transformators zu minimieren. <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Neben Photovoltaikanlagen k\u00f6nnen auch leistungsstarke Umrichter im Bereich der Windenergie eine DC\nKomponente erzeugen. Eine DC-Messung ist hier f\u00fcr die Anlagenzertifizierung nicht mehr erforderlich, da der Mittelspannungstransformator\nin den meisten F\u00e4llen in der Windenergieanlage enthalten ist, wie die folgende Abbildung zeigt. <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Transformator und DC-Einspeisung <\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    Ein Transformator, der unter einer unidirektionalen S\u00e4ttigung des Magnetkerns leidet, erzeugt einen h\u00f6heren Erregerstrom, der zu einer \u00dcberhitzung des Kerns f\u00fchren kann. Au\u00dferdem k\u00f6nnen Vibrationen, Ger\u00e4usche und thermische Spannungen auftreten, die letztlich die Lebensdauer des Transformators\nverk\u00fcrzen. Die folgende Abbildung zeigt die Halbwellens\u00e4ttigung, die durch eine \u00fcberlagerte niederfrequente Schwingung verursacht wird. <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Au\u00dferdem wird der Transformator w\u00e4hrend der Halbwellens\u00e4ttigung zu einem nichtlinearen Betriebsger\u00e4t. Hier wird der magnetische\nBetriebsbereich des Transformators in den S\u00e4ttigungsbereich verschoben. Der lineare Bereich der Hysteresekurve ist leS. Infolgedessen wird der Klirrfaktor des Spannungssignals auf der Mittelspannungsseite erh\u00f6ht. <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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    Fazit<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    Stromrichtertechnologien in Anwendungen f\u00fcr erneuerbare Energien sind nicht nur eine potenzielle Quelle f\u00fcr Oberschwingungen. In den letzten Jahren gab es immer mehr Untersuchungsberichte, die darauf hinweisen, dass in vielen F\u00e4llen auch eine Gleichstromeinspeisung stattfindet.7<\/sup> Neben Wechselrichtern k\u00f6nnen auch nichtlineare Lasten eine Gleichstromkomponente erzeugen. Induktive\nGer\u00e4te wie Motoren und Transformatoren sind nicht daf\u00fcr ausgelegt, diese Lasten zu bew\u00e4ltigen. Trotz einiger Bem\u00fchungen der Hersteller von\nWechselrichtern, die Gleichstromkomponenten zu minimieren, wird eine nicht zu vernachl\u00e4ssigende Gleichstromkomponente oSen und\nzunehmend bei Netzqualit\u00e4tsmessungen im Niederspannungsnetz festgestellt, wenn AC\/DC-Sensoren verwendet werden. <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Zuverl\u00e4ssige, hochleistungsf\u00e4hige Stromsensoren und sehr gute PQAs sind eine Grundvoraussetzung f\u00fcr den Erfolg dieser\nanspruchsvollen Messung. <\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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    Anmerkungen<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    1<\/sup>\n VDE-AR-N 4100 Anwendungsregel:2019-04
    Technische Regeln f\u00fcr den Anschluss von Kundenanlagen an das Niederspannungsnetz und deren Betrieb (TAR Niederspannung) <\/mark><\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    2<\/sup> M. A. Rahman, M. R. Islam, A. M. Mahfuz-Ur-Rahman, K. M. MuOaqi und D. Sutanto, \"InvesSgaSon of the Effects of DC Current\nInjected by Transformer-Less PV Inverters on DistribuSon Transformers,\" in IEEE Transac*ons on Applied Superconduc*vity, vol.\n29, no. 2, pp. 1-4, March 2019, Art no. 0602904, doi: 10.1109\/TASC.2019.2895580. <\/mark><\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    3<\/sup> B. Long, M. Zhang, Y. Liao, L. Huang und K. T. Chong, \"An Overview of DC Component GeneraSon, DetectcSon and Suppression for Grid-Connected Converter Systems,\" in IEEE Access, vol. 7, pp. 110426-110438, 2019, doi: 10.1109\/ACCESS.2019.2934175. <\/mark><\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    4<\/sup> \"IEEE Standard Conformance Test Procedures for Equipment InterconnecSng Distributed Energy Resources with Electric Power\nSystems and Associated Interfaces\", in IEEE Std 1547.1-2020 , vol., no., pp.1-282, 21 May 2020, doi:\n10.1109\/IEEESTD.2020.9097534. <\/mark><\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    5<\/sup> VDE V 0124-100:2020 NetzintegraSon von Erzeugungsanlagen - Niederspannung - Pr\u00fcfanforderungen an Erzeugungseinheiten,\nvorgesehen zum Anschluss und Parallelbetrieb am Niederspannungsnetz <\/mark><\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    6<\/sup> Quelle: Neo Messtechnik GmbH<\/mark><\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    7<\/sup> Salas, Vicente & Ol\u00edas, Emilio & Alonso Abella, Miguel & Chenlo, F. & Barrado, A. (2006). Gleichstromeinspeisung von PV-Wechselrichtern in das Netz. 2. 2371 - 2374. 10.1109\/WCPEC.2006.279668.<\/mark><\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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    Home | In den letzten Jahren wurden in der Strom- und Energiewirtschaft sowie in Verteilungs- und Transportnetzen immer h\u00e4ufiger Messungen der Netzqualit\u00e4t durchgef\u00fchrt. Diese Messungen konzentrieren sich haupts\u00e4chlich auf die klassischen charakteristischen Parameter wie Spannungseinbr\u00fcche, Spannungstransienten und Oberschwingungen. Die Normen f\u00fcr die Qualit\u00e4t von Verteilungsnetzen geben H\u00f6chstwerte vor. EN 50160 IEEE 519 Leitlinie G5\/4 D-A-CH-CZ […]<\/p>\n","protected":false},"featured_media":0,"template":"","doc_category":[],"class_list":["post-19260","documentation","type-documentation","status-publish","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/danisense.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/documentation\/19260","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/danisense.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/documentation"}],"about":[{"href":"https:\/\/danisense.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/documentation"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/danisense.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/documentation\/19260\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/danisense.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=19260"}],"wp:term":[{"taxonomy":"doc_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/danisense.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/doc_category?post=19260"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}