Berechnen Sie THD (Total Harmonic Distortion) und Klirrfaktor. Prüfen Sie die Netzqualität nach EN 50160. Kostenloser Online-Rechner mit Oberschwingungsanalyse.
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Der THD (Gesamtklirrfaktor) beschreibt den Anteil aller Oberschwingungen bezogen auf die Grundschwingung. Er ist ein Maß für die Netzqualität und wird nach EN 50160 begrenzt.
THD = √(U₃² + U₅² + U₇² + U₉² + ...) / U₁ × 100%
Klicken zum Kopieren| Symbol | Bedeutung |
|---|---|
| U₁ | Grundschwingung (50 Hz) |
| U₃, U₅... | n-te Oberschwingung |
| THD | Gesamtverzerrung in % |
| Ordnung | Grenzwert | Frequenz |
|---|---|---|
| 3 | 5,0% | 150 Hz |
| 5 | 6,0% | 250 Hz |
| 7 | 5,0% | 350 Hz |
| 9 | 1,5% | 450 Hz |
| 11 | 3,5% | 550 Hz |
| 13 | 3,0% | 650 Hz |
| THD | 8% | Gesamt |
| Verursacher | Typischer THD |
|---|---|
| PC/Server-Netzteile | 80–100% |
| LED-Beleuchtung | 30–50% |
| Frequenzumrichter | 30–40% |
| Drehstrommotoren | 2–5% |
| Ohmsche Lasten | 0% |
THD (Total Harmonic Distortion) ist die Summe aller Oberschwingungsanteile. Er zeigt die Verzerrung der Sinusform an. Hoher THD verursacht: Zusatzverluste, Überhitzung, Störungen, Neutralleiter-Überlastung.
In Niederspannungsnetzen (230/400 V) gilt: THD ≤ 8%. Zusätzlich gelten Einzelgrenzwerte: 5. Harmonische ≤ 6%, 7. ≤ 5%, 3. ≤ 5%. Die Werte müssen in 95% der Zeit eingehalten werden.
THD-U: Spannungsverzerrung, typisch 2–5% im Netz. THD-I: Stromverzerrung der Last, kann 100% übersteigen. Die Stromverzerrung verursacht die Spannungsverzerrung über die Netzimpedanz.
Bei 6-Puls-Gleichrichtern (Frequenzumrichter, Netzteile) entstehen primär Oberschwingungen der Ordnung 6n±1: also 5., 7., 11., 13. usw. Diese sind charakteristisch für Leistungselektronik.
Die 3. Harmonische (150 Hz) addiert sich im Neutralleiter von Drehstromsystemen, statt sich zu kompensieren. Der Neutralleiterstrom kann bis zum 1,7-fachen des Phasenstroms betragen.
Maßnahmen: Netzdrosseln (10–40% Reduktion), Passive Saugkreise (für dominante Harmonische), Aktive Filter (AHF) (breitbandig, teuer), 12-Puls-Gleichrichter (eliminiert 5./7.).