Netzfrequenzmessung

- Messgeräte -  

Messgeräte zur Netzfrequenzmessung

Der maximale Frequenzmessfehler für Primärregelungen beträgt nach Vorgabe des Verbands der Übertragungsnetzbetreiber (ENTSO-E) 10 mHz. Der Fehler der hier verwendeten Messgeräte micromax-fgps der Dr. Gobmaier GmbH liegt unter 1 mHz. Bei einer Frequenz von 50 Hz entspricht dies einer Messgenauigkeit von 0,002 % bzw. 20 ppm.

Eine höhere zeitaufliche Auflösung ist möglich, allerdings mit stärkerem Rauschen durch die Oberwellen. Gleitende Mittelwerte mit 100 ms bzw. 150 ms können mit einer Genauigkeit von ±5 mHz abgerufen werden.

Verkauf von Messgeräten

Die Messgeräte stehen in zwei Varianten zum Verkauf, welche sich im Zeitgeber für die Referenzfrequenz unterscheiden:
  • Für reine Netzfrequenzmessungen mit max. ±1 mHz Abweichung wird der micromax-f mit temperaturkompensiertem Schwingkreis empfohlen.
  • Der micromax-fgps mit GPS ist auf UTC synchronisiert, womit z.B. der Phasenwinkel an unterschiedlichen Orten erfasst werden kann, um Schwebungen zu ermitteln.
Datenblatt micromax-f und -fgps zum Download.
 Messgeraet zur Netzfrequenzmessung

Messverfahren

Das Spannungssignal wird mit einem Schmitt-Trigger in ein Rechtecksignal umgewandelt. Durch die Hysterese ist der Schmitt Trigger unempfindlich gegen Spannungsschwankungen (z.B. Netzstörungen, Rundsteuersignal). Ein Frequenzzähler zählt die Anzahl der Schwingungen einer Referenzfrequenz zwischen zwei Zustandsänderungen des Rechtecksignals. Aus der Anzahl der gezählten Takte können die Intervalllänge der Eingangsschwingung und die Frequenz berechnet werden. Die Messwerte werden durch Mittelung von 50 Perioden (entsprechend einer Sekunde) gebildet und sekündlich auf den Server übertragen.

Korrektur der Referenzfrequenz

Die genaue Frequenz des Oszillators für die Frequenzzählung unterliegt natürlichen Schwankungen, dabei hat die Temperatur den größten Einfluss. Um diese Schwankungen auszugleichen wird die Frequenz der Zeitmessung mit dem Zeitsignal des GPS Systems korrigiert. Dies reduziert den Messfehler auf unter 1 mHz. Der sehr geringe zeitliche Fehler der mittels GPS übertragenen Atomzeit ist mit einer relativen Standardabweichung von maximal 10-12 sehr viel kleiner als die anderen Messfehler und kann damit vernachlässigt werden.

Messung und Berechnung von Netzfrequenz, Primärregelleistung und Phasenwinkel

Die auf dieser Website dargestellte Netzfrequenz und der Phasenwinkel basieren auf einer Echtzeitmessung, die Anzeigen für positive und negative Primärregelleistung werden ohne Berücksichtigung der erlaubten Leistungsgradienten berechnet. Die Veränderungen der Nennfrequenz um ± 10 mHz zur Korrektur der Netzzeit ist nicht berücksichtigt.

Datenaufzeichnung

Die Netzfrequenz wird von vier Messgeräten an drei Orten seit dem 1. Juli 2011 aufgezeichnet. So wird auch bei dem Ausfall eines Geräts oder Stromausfall an einem Standort weiterhin aufgezeichnet. Die Verbindung zum Webserver wird von drei Geräten aufgebaut. Bei Störung der Internetverbindung wird die Online-Anzeige bis zur Behebung der Störung nicht aktualisiert.