Wodurch werden Netzstörungen verursacht?

Es hält sich hartnäckig die Meinung, dass netzbedingte Probleme im wesentlichen auf den Energieversorger zurückzuführen sind. Diese Behauptung ist nur zum Teil korrekt. Die Realität ist viel komplexer. Die Quelle der Netzstörungen kann sowohl beim Energieversorger als auch beim Energieabnehmer liegen. Fakt ist allerdings, dass 85% der Netzqualitätsstörungen "hausgemacht" sind, also von Anlagenbetreibern verursacht werden.

 

Energieversorger:
Das Zu- bzw. Abschalten von größeren Lasten seitens der Energieversorger kann unter Umständen zu Spannungsänderungen (Unter- bzw. Überspannung) oder zu Frequenzschwankungen im dynamischen Netz führen. Diese Netzrückwirkungen setzen sich im gesamten Netz fort und beeinflussen die Funktionsweise von sensiblen Geräten wie z.B. Gleichrichter, Netzwerken oder SPS-Anlagen.

Betriebsmittel (Verbraucher):
Oberschwingungen werden von nichtlinearen Verbrauchern wie z. B. Thyristoren, IGBT´s und Varistoren verursacht. Diese Komponenten werden u.a. in Gleichstromversorgungen (Netzteilen), Computern, elektronischen Vorschaltgeräten und Dimmern sowie in Stromrichtern und Frequenzumrichtern in Motorantrieben mit regelbarer Drehzahl verbaut. Die moderne Elektronik arbeitet mit Kleinspannung. Dabei wird der eingehende Wechselstrom zunächst über einen Brückengleichrichter gleichgerichtet und mittels Glättungskondensator ausgeglättet.
Der Strom, den diese Verbraucher aufnehmen, ist pulsförmig. Dies kommt von der stoßartig erfolgenden Aufladung des Glättungskondensators hinter dem Gleichrichter. Durch die stoßartige Aufladung wird der Strom in seiner Form verändert, er ist nicht mehr rein sinusförmig, sondern mit Oberschwingungsströmen überlagert. Die Folge für den Verbraucher ist nun, dass der Verbraucherstrom dem Netz nicht mehr sinusförmig entnommen werden kann.
Da die Frequenzen von Spannung und Strom über die Netzimpedanz verknüpft sind, erzeugen sie Stromverzerrungen sowie Spannungsverzerrungen an den Klemmen und umgekehrt. Ist der Strom an linearen Verbrauchern nicht verzerrt, also sinusförmig, und weist die Spannung eine andere Form auf, also nicht sinusförmig, so nimmt der Strom an den Netzklemmen auch eine nichtsinusförmige Form an. In nachfolgender Tabelle sind die Phänomene und ihre Ursachen beschrieben.

Phänomen	Hauptursache		Begrenzbar durch
			Versorger	Verbraucher
Frequenzschwankungen	Laständerungen, Verlust von Erzeugung		ja	nein
Langsame Spannungsänderungen	Laständerungen		ja	nein
Schnelle Spannungsänderungen / Flicker	Schaltungen, spezielle Lasten		nein	ja
Spannungsunsymmetrie	unsymmetrische Belastung der Phasen		teilweise	ja
Oberschwingungen und Zwischenharmonische	Spezielle Geräte		teilweise	ja
Signalspannungen	Informationsübertragung		ja	ja
Gleichströme- oder spannungen	Spezielle Geräte (Einweggleichrichter)		nein	ja
Spannungseinbrüche und -unterbrechungen	Fehler im Versorger-, Verbrauchersnetz (Kurzschlüsse, Unterbrechungen)		nein	nein
Zeitweilige Überspannung	Fehler im Verbrauchernetz; Resonanzen im Netz		nein / teilweise	teilweise / ja
Transiente Überspannung	Blitzeinschläge, Schaltvorgänge		nein	nein