Netzfrequenz
Die Netzfrequenz, (power) line frequency (amerikanisches Englisch) oder mains frequency (britisches Englisch) ist die Nennfrequenz der Schwingungen des Wechselstroms (AC) in einem weiträumigen synchronen Netz, das von einem Kraftwerk zum Endverbraucher übertragen wird. In weiten Teilen der Welt beträgt sie 50 Hz, während sie in Amerika und Teilen Asiens in der Regel 60 Hz beträgt. Die Stromnutzung nach Land oder Region ist in der Liste der Netzstromversorgung nach Ländern aufgeführt. ⓘ
Während der Entwicklung kommerzieller Stromnetze im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert wurden viele verschiedene Frequenzen (und Spannungen) verwendet. Große Investitionen in Geräte für eine bestimmte Frequenz machten die Standardisierung zu einem langsamen Prozess. An der Wende zum 21. Jahrhundert wird in den Orten, die heute die 50-Hz-Frequenz verwenden, in der Regel eine Spannung von 220-240 V und in den Orten, die 60 Hz verwenden, in der Regel eine Spannung von 100-127 V verwendet. Beide Frequenzen existieren heute nebeneinander (Japan verwendet beide), ohne dass es einen triftigen technischen Grund gäbe, eine der beiden Frequenzen vorzuziehen, und ohne dass eine vollständige weltweite Standardisierung angestrebt würde. ⓘ
In der Praxis schwankt die genaue Frequenz des Netzes um die Nennfrequenz herum, wobei sie bei hoher Belastung des Netzes sinkt und bei geringer Belastung ansteigt. Die meisten Versorgungsunternehmen passen die Netzfrequenz jedoch im Laufe des Tages an, um eine konstante Anzahl von Zyklen zu gewährleisten. Dies wird von einigen Uhren genutzt, um ihre Zeit genau einzuhalten. ⓘ
Frequenzen für Wechselspannungen in einem Stromnetz werden als Netzfrequenz bezeichnet (umgangssprachlich auch als Leitungsfrequenz). Sie ist innerhalb eines Verbundnetzes einheitlich und wird in der Einheit Hertz angegeben. Die Netzfrequenz ist, bis auf kleinere regeltechnische Abweichungen vom Nennwert die durch die Schwankungen von Nachfrage und Angebot nach elektrischer Leistung beeinflusst werden, zeitlich konstant. Übliche Nennwerte der Netzfrequenz sind je nach Region verschieden und betragen 50 Hz (Europa, Teile von Asien) und 60 Hz (Nordamerika). ⓘ
In Verbundnetzen müssen alle Stromerzeuger wie Synchrongeneratoren in Kraftwerken synchron, also starr mit der Netzfrequenz, laufen. ⓘ
Betriebsfaktoren
Mehrere Faktoren beeinflussen die Wahl der Frequenz in einem Wechselstromsystem. Beleuchtung, Motoren, Transformatoren, Generatoren und Übertragungsleitungen haben alle Eigenschaften, die von der Netzfrequenz abhängen. All diese Faktoren wirken zusammen und machen die Wahl der Netzfrequenz zu einer sehr wichtigen Angelegenheit. Die beste Frequenz ist ein Kompromiss zwischen widersprüchlichen Anforderungen. ⓘ
Im späten 19. Jahrhundert wählten die Konstrukteure eine relativ hohe Frequenz für Systeme mit Transformatoren und Bogenlampen, um Transformatormaterial einzusparen und das sichtbare Flackern der Lampen zu verringern, aber eine niedrigere Frequenz für Systeme mit langen Übertragungsleitungen oder zur Versorgung von hauptsächlich motorischen Lasten oder rotierenden Umformern zur Erzeugung von Gleichstrom. Als große zentrale Stromerzeugungsanlagen praktisch wurden, richtete sich die Wahl der Frequenz nach der Art der vorgesehenen Last. Schließlich ermöglichten Verbesserungen in der Maschinenkonstruktion die Verwendung einer einzigen Frequenz sowohl für die Beleuchtung als auch für motorische Lasten. Ein einheitliches System verbesserte die Wirtschaftlichkeit der Stromerzeugung, da die Systemlast im Laufe eines Tages gleichmäßiger war. ⓘ
Beleuchtung
Die ersten Anwendungen von kommerzieller elektrischer Energie waren Glühlampen und Kommutator-Elektromotoren. Beide Geräte funktionieren gut mit Gleichstrom, aber die Spannung konnte nicht ohne weiteres geändert werden und wurde im Allgemeinen nur mit der erforderlichen Betriebsspannung erzeugt. ⓘ
Wird eine Glühlampe mit niederfrequentem Strom betrieben, kühlt der Glühfaden bei jeder Halbwelle des Wechselstroms ab, was zu einer spürbaren Helligkeitsänderung und einem Flackern der Lampen führt; bei Bogenlampen und den späteren Quecksilberdampflampen und Leuchtstofflampen ist dieser Effekt noch ausgeprägter. Offene Bogenlampen erzeugten bei Wechselstrom ein hörbares Summen, was zu Experimenten mit Hochfrequenzgeneratoren führte, um den Ton über den Bereich des menschlichen Gehörs zu heben. ⓘ
Rotierende Maschinen
Kommutatormotoren funktionieren nicht gut mit hochfrequentem Wechselstrom, da den schnellen Stromänderungen die Induktivität des Motorfelds entgegenwirkt. Obwohl Kommutator-Universalmotoren in Wechselstrom-Haushaltsgeräten und Elektrowerkzeugen weit verbreitet sind, handelt es sich um kleine Motoren mit weniger als 1 kW. Es wurde festgestellt, dass der Induktionsmotor bei Frequenzen um 50 bis 60 Hz gut funktioniert, aber mit den in den 1890er Jahren verfügbaren Materialien würde er bei einer Frequenz von z. B. 133 Hz nicht gut funktionieren. Es besteht eine feste Beziehung zwischen der Anzahl der Magnetpole im Feld des Induktionsmotors, der Frequenz des Wechselstroms und der Drehzahl; eine bestimmte Standarddrehzahl schränkt also die Wahl der Frequenz ein (und umgekehrt). Als sich Wechselstrommotoren durchsetzten, war es wichtig, die Frequenz zu standardisieren, um die Kompatibilität mit den Geräten der Kunden zu gewährleisten. ⓘ
Generatoren, die von langsam laufenden Kolbenmotoren betrieben werden, erzeugen bei einer gegebenen Polzahl niedrigere Frequenzen als solche, die z. B. von einer schnell laufenden Dampfturbine betrieben werden. Bei sehr langsamen Antriebsmaschinen wäre es kostspielig, einen Generator mit genügend Polen zu bauen, um eine hohe Wechselstromfrequenz zu erzeugen. Außerdem erwies es sich bei niedrigeren Drehzahlen als einfacher, zwei Generatoren auf dieselbe Drehzahl zu synchronisieren. Riemenantriebe waren zwar üblich, um die Geschwindigkeit langsamer Motoren zu erhöhen, aber bei sehr großen Leistungen (Tausende von Kilowatt) waren sie teuer, ineffizient und unzuverlässig. Ab etwa 1906 wurden Generatoren, die direkt von Dampfturbinen angetrieben wurden, für höhere Frequenzen eingesetzt. Die gleichmäßigere Drehzahl der schnelllaufenden Maschinen ermöglichte einen zufriedenstellenden Betrieb der Kommutatoren in rotierenden Umrichtern. Die Synchrondrehzahl N in U/min wird nach der folgenden Formel berechnet,
wobei f die Frequenz in Hertz und P die Anzahl der Pole ist. ⓘ
| Pole | Umdrehungen pro Minute bei 1331⁄3 Hz | Umdrehungen pro Minute bei 60 Hz | Umdrehungen pro Minute bei 50 Hz | Umdrehungen pro Minute bei 40 Hz | Umdrehungen pro Minute bei 25 Hz | Umdrehungen pro Minute bei 162⁄3 Hz |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 8,000 | 3,600 | 3,000 | 2,400 | 1,500 | 1,000 |
| 4 | 4,000 | 1,800 | 1,500 | 1,200 | 750 | 500 |
| 6 | 2,666.7 | 1,200 | 1,000 | 800 | 500 | 333.3 |
| 8 | 2,000 | 900 | 750 | 600 | 375 | 250 |
| 10 | 1,600 | 720 | 600 | 480 | 300 | 200 |
| 12 | 1,333.3 | 600 | 500 | 400 | 250 | 166.7 |
| 14 | 1142.9 | 514.3 | 428.6 | 342.8 | 214.3 | 142.9 |
| 16 | 1,000 | 450 | 375 | 300 | 187.5 | 125 |
| 18 | 888.9 | 400 | 3331⁄3 | 2662⁄3 | 1662⁄3 | 111.1 |
| 20 | 800 | 360 | 300 | 240 | 150 | 100 |
Gleichstrom wurde nicht vollständig durch Wechselstrom verdrängt und war bei der Eisenbahn und bei elektrochemischen Prozessen nützlich. Vor der Entwicklung von Quecksilberlichtbogen-Ventilgleichrichtern wurden rotierende Umformer verwendet, um Gleichstrom aus Wechselstrom zu erzeugen. Wie andere Kommutatormaschinen funktionierten diese besser bei niedrigeren Frequenzen. ⓘ
Übertragung und Transformatoren
Bei Wechselstrom können Transformatoren eingesetzt werden, um hohe Übertragungsspannungen auf eine niedrigere Verbraucherspannung herunterzuregeln. Der Transformator ist praktisch ein Spannungswandler ohne bewegliche Teile, der wenig Wartung erfordert. Durch den Einsatz von Wechselstrom entfällt der Bedarf an drehenden Gleichspannungswandler-Motor-Generatoren, die regelmäßig gewartet und überwacht werden müssen. ⓘ
Da die Abmessungen eines Transformators bei einer bestimmten Leistung in etwa umgekehrt proportional zur Frequenz sind, wäre ein System mit vielen Transformatoren bei einer höheren Frequenz wirtschaftlicher. ⓘ
Die Übertragung elektrischer Energie über lange Leitungen begünstigt niedrigere Frequenzen. Die Auswirkungen der verteilten Kapazitäten und Induktivitäten der Leitung sind bei niedrigen Frequenzen geringer. ⓘ
Zusammenschaltung des Systems
Generatoren können nur dann parallel zusammengeschaltet werden, wenn sie die gleiche Frequenz und Wellenform haben. Durch die Vereinheitlichung der Frequenz können Stromerzeuger in einem geografischen Gebiet in einem Netz zusammengeschaltet werden, was Zuverlässigkeit und Kosteneinsparungen ermöglicht. ⓘ
Geschichte
Im 19. Jahrhundert wurden viele verschiedene Netzfrequenzen verwendet. ⓘ
Jahrhundert viele verschiedene Stromfrequenzen verwendet. Sehr frühe isolierte Wechselstromerzeugungssysteme verwendeten willkürliche Frequenzen, weil sie für die Konstruktion von Dampfmaschinen, Wasserturbinen und elektrischen Generatoren geeignet waren. Frequenzen zwischen 16+2⁄3 Hz und 133+1⁄3 Hz wurden in verschiedenen Systemen verwendet. So verfügte die Stadt Coventry, England, 1895 über ein einzigartiges einphasiges 87-Hz-Verteilungssystem, das bis 1906 in Betrieb war. Die Verbreitung von Frequenzen ergab sich aus der rasanten Entwicklung elektrischer Maschinen in der Zeit von 1880 bis 1900. ⓘ
In der Anfangszeit der Glühbirne war einphasiger Wechselstrom üblich, und die typischen Generatoren waren 8-polige Maschinen, die mit 2.000 Umdrehungen pro Minute betrieben wurden, was eine Frequenz von 133 Hertz ergab. ⓘ
Obwohl es viele Theorien und einige unterhaltsame urbane Legenden gibt, sind die Details der Geschichte von 60 Hz und 50 Hz kaum gesichert. ⓘ
Das deutsche Unternehmen AEG (das auf ein von Edison in Deutschland gegründetes Unternehmen zurückgeht) baute die erste deutsche Stromerzeugungsanlage, die mit 50 Hz lief. Zu dieser Zeit hatte die AEG praktisch ein Monopol, und ihr Standard verbreitete sich in ganz Europa. Nachdem die AEG 1891 das Flackern von Lampen beobachtet hatte, die mit dem von der Verbindung Lauffen-Frankfurt übertragenen 40-Hz-Strom betrieben wurden, erhöhte sie ihre Standardfrequenz 1891 auf 50 Hz. ⓘ
Westinghouse Electric beschloss, eine höhere Frequenz zu standardisieren, um den Betrieb von elektrischer Beleuchtung und Induktionsmotoren mit demselben Stromerzeugungssystem zu ermöglichen. Obwohl 50 Hz für beides geeignet war, war Westinghouse 1890 der Ansicht, dass die bestehenden Lichtbogenbeleuchtungsanlagen etwas besser mit 60 Hz funktionierten, und so wurde diese Frequenz gewählt. Der Betrieb von Teslas Induktionsmotor, der 1888 von Westinghouse zugelassen wurde, erforderte eine niedrigere Frequenz als die damals für Beleuchtungsanlagen üblichen 133 Hz. 1893 baute die General Electric Corporation, die mit der AEG in Deutschland verbunden war, ein Kraftwerksprojekt in Mill Creek, um Redlands in Kalifornien mit 50 Hz zu versorgen, wechselte aber ein Jahr später zu 60 Hz, um den Marktanteil des Westinghouse-Standards zu halten. ⓘ
Ursprünge von 25 Hz
Die ersten Generatoren des Niagarafälle-Projekts, die 1895 von Westinghouse gebaut wurden, hatten eine Frequenz von 25 Hz, da die Turbinendrehzahl bereits festgelegt war, bevor man sich endgültig für die Wechselstromübertragung entschieden hatte. Westinghouse hätte eine niedrige Frequenz von 30 Hz gewählt, um Motorlasten anzutreiben, aber die Turbinen für das Projekt waren bereits auf 250 U/min festgelegt worden. Die Maschinen hätten eine Frequenz von 16+2⁄3 Hz liefern können, die für schwere Kommutatormotoren geeignet gewesen wäre, aber die Firma Westinghouse wandte ein, dass dies für die Beleuchtung unerwünscht sei, und schlug 33+1⁄3 Hz vor. Schließlich wurde ein Kompromiss von 25 Hz mit 12-poligen Generatoren mit 250 U/min gewählt. Da das Niagara-Projekt einen so großen Einfluss auf die Gestaltung elektrischer Energiesysteme hatte, setzte sich 25 Hz als nordamerikanischer Standard für niederfrequenten Wechselstrom durch. ⓘ
Die Ursprünge von 40 Hz
Eine Studie von General Electric kam zu dem Schluss, dass 40 Hz angesichts der im ersten Viertel des 20. Jahrhunderts verfügbaren Materialien und Geräte einen guten Kompromiss zwischen Beleuchtungs-, Motor- und Übertragungsanforderungen darstellen würde. Es wurden mehrere 40-Hz-Systeme gebaut. Die Lauffen-Frankfurt-Demonstrationsanlage nutzte 1891 40 Hz zur Stromübertragung über 175 km. Ein großes zusammenhängendes 40-Hz-Netz gab es in Nordostengland (die Newcastle-upon-Tyne Electric Supply Company, NESCO) bis zur Einführung des National Grid (UK) in den späten 1920er Jahren, und bei Projekten in Italien wurden 42 Hz verwendet. Das älteste kommerzielle Wasserkraftwerk in den Vereinigten Staaten, das Mechanicville Hydroelectric Plant, produziert immer noch Strom mit 40 Hz und speist ihn über Frequenzumrichter in das lokale 60-Hz-Übertragungsnetz ein. Industrieanlagen und Bergwerke in Nordamerika und Australien wurden manchmal mit 40-Hz-Systemen gebaut, die so lange beibehalten wurden, bis es zu unwirtschaftlich wurde, sie weiter zu betreiben. Obwohl Frequenzen in der Nähe von 40 Hz häufig kommerziell genutzt wurden, wurden diese durch standardisierte Frequenzen von 25, 50 und 60 Hz umgangen, die von den Herstellern von Großgeräten bevorzugt wurden. ⓘ
Die ungarische Firma Ganz hatte für ihre Produkte 5000 Halbschwingungen pro Minute (412⁄3 Hz) genormt, so dass Ganz-Kunden über 412⁄3-Hz-Systeme verfügten, die in einigen Fällen viele Jahre lang liefen. ⓘ
Normung
In den Anfängen der Elektrifizierung wurden so viele Frequenzen verwendet, dass sich kein einheitlicher Wert durchsetzte (in London gab es 1918 zehn verschiedene Frequenzen). Im weiteren Verlauf des 20. Jahrhunderts wurde immer mehr Strom mit 60 Hz (Nordamerika) oder 50 Hz (Europa und der größte Teil Asiens) erzeugt. Die Normung ermöglichte den internationalen Handel mit elektrischen Geräten. Viel später ermöglichte die Verwendung von Standardfrequenzen die Zusammenschaltung von Stromnetzen. Erst nach dem Zweiten Weltkrieg - mit dem Aufkommen erschwinglicher elektrischer Konsumgüter - wurden einheitlichere Normen eingeführt. ⓘ
Im Vereinigten Königreich wurde bereits 1904 eine Standardfrequenz von 50 Hz festgelegt, aber die Entwicklung anderer Frequenzen ging weiter. Die Einführung des nationalen Stromnetzes ab 1926 zwang zur Vereinheitlichung der Frequenzen unter den vielen miteinander verbundenen Stromanbietern. Die 50-Hz-Norm wurde erst nach dem Zweiten Weltkrieg vollständig eingeführt. ⓘ
Um 1900 hatten sich die europäischen Hersteller bei Neuinstallationen weitgehend auf 50 Hz geeinigt. Der deutsche Verband der Elektrotechnik (VDE) empfahl in der ersten Norm für elektrische Maschinen und Transformatoren von 1902 25 Hz und 50 Hz als Standardfrequenzen. Der VDE sah in 25 Hz keine große Anwendung und strich sie in der Ausgabe von 1914 aus der Norm. Restinstallationen mit anderen Frequenzen gab es noch bis weit nach dem Zweiten Weltkrieg. ⓘ
Aufgrund der Kosten für die Umstellung können einige Teile des Verteilungssystems auch nach der Umstellung auf eine neue Frequenz weiterhin mit den ursprünglichen Frequenzen betrieben werden. 25-Hz-Strom wurde in Ontario, Quebec, im Norden der Vereinigten Staaten und für die Elektrifizierung der Eisenbahn verwendet. In den 1950er Jahren wurden viele 25-Hz-Systeme, von den Generatoren bis hin zu den Haushaltsgeräten, umgestellt und standardisiert. Bis 2009 gab es noch einige 25-Hz-Generatoren im Sir Adam Beck 1 (diese wurden auf 60 Hz umgerüstet) und im Rankine-Kraftwerk (bis zu seiner Schließung 2009) bei den Niagarafällen, um große Industriekunden mit Strom zu versorgen, die die vorhandenen Anlagen nicht ersetzen wollten; und in New Orleans gibt es einige 25-Hz-Motoren und ein 25-Hz-Kraftwerk für Hochwasserpumpen. Die 15-kV-Wechselstromnetze, die in Deutschland, Österreich, der Schweiz, Schweden und Norwegen verwendet werden, arbeiten immer noch mit 16+2⁄3 Hz oder 16,7 Hz. ⓘ
In einigen Fällen, in denen der größte Teil der Last aus Eisenbahn- oder Motorlasten bestehen sollte, wurde es als wirtschaftlich angesehen, Strom mit 25 Hz zu erzeugen und rotierende Umrichter für die 60-Hz-Verteilung zu installieren. Umrichter zur Erzeugung von Gleichstrom aus Wechselstrom waren in größeren Größen erhältlich und waren bei 25 Hz effizienter als bei 60 Hz. Überbleibsel älterer Systeme können über einen rotierenden Umrichter oder einen statischen Wechselrichter an das Standardfrequenzsystem angeschlossen werden. Diese ermöglichen es, Energie zwischen zwei Stromnetzen mit unterschiedlichen Frequenzen auszutauschen, aber die Systeme sind groß, kostspielig und verschwenden im Betrieb etwas Energie. ⓘ
Frequenzumrichter mit rotierenden Maschinen, die zur Umschaltung zwischen 25-Hz- und 60-Hz-Systemen eingesetzt werden, waren schwierig zu konstruieren; eine 60-Hz-Maschine mit 24 Polen würde sich mit derselben Geschwindigkeit drehen wie eine 25-Hz-Maschine mit 10 Polen, was die Maschinen groß, langsam und teuer macht. Ein Verhältnis von 60/30 hätte diese Konstruktionen vereinfacht, aber die installierte Basis bei 25 Hz war zu groß, um wirtschaftlich dagegen zu sein. ⓘ
In den Vereinigten Staaten hatte sich Southern California Edison auf 50 Hz festgelegt. Ein Großteil von Südkalifornien arbeitete mit 50 Hz und stellte die Frequenz seiner Generatoren und Kundengeräte erst um 1948 vollständig auf 60 Hz um. Einige Projekte der Au Sable Electric Company arbeiteten 1914 mit 30 Hz bei Übertragungsspannungen von bis zu 110.000 Volt. ⓘ
Anfangs wurden in Brasilien elektrische Maschinen aus Europa und den Vereinigten Staaten importiert, was bedeutete, dass das Land je nach Region sowohl 50-Hz- als auch 60-Hz-Standards hatte. 1938 erließ die Bundesregierung ein Gesetz, Decreto-Lei 852, mit dem das gesamte Land innerhalb von acht Jahren auf 50 Hz umgestellt werden sollte. Das Gesetz funktionierte nicht, und Anfang der 1960er Jahre wurde beschlossen, dass Brasilien den 60-Hz-Standard einführen sollte, da die meisten entwickelten und industrialisierten Gebiete 60 Hz verwendeten. 1964 wurde ein neues Gesetz Lei 4.454 erlassen. Brasilien durchlief ein Programm zur Frequenzumstellung auf 60 Hz, das erst 1978 abgeschlossen wurde. ⓘ
In Mexiko wurden in den 1970er Jahren Gebiete, die mit einem 50-Hz-Netz arbeiteten, auf 60 Hz umgestellt, so dass das ganze Land auf 60 Hz umgestellt wurde. ⓘ
In Japan arbeitet der westliche Teil des Landes (Nagoya und Westen) mit 60 Hz und der östliche Teil (Tokio und Osten) mit 50 Hz. Dies geht auf die ersten Käufe von Generatoren von AEG im Jahr 1895 für Tokio und von General Electric im Jahr 1896 für Osaka zurück. An der Grenze zwischen den beiden Regionen befinden sich vier HGÜ-Umspannwerke, die die Frequenz umwandeln: Shin Shinano, Sakuma Dam, Minami-Fukumitsu und der Frequenzumwandler Higashi-Shimizu. ⓘ
Frequenzen der Versorgungsunternehmen in Nordamerika im Jahr 1897 ⓘ
| Hz | Beschreibung ⓘ |
|---|---|
| 140 | Holz-Lichtbogendynamo |
| 133 | Unternehmen Stanley-Kelly |
| 125 | General Electric einphasig |
| 66.7 | Unternehmen Stanley-Kelly |
| 62.5 | General Electric "monozyklisch" |
| 60 | Viele Hersteller, ab 1897 "immer häufiger" |
| 58.3 | General Electric Lachine Rapids |
| 40 | General Electric |
| 33 | General Electric in Portland Oregon für rotierende Konverter |
| 27 | Crocker-Wheeler für Kalziumkarbidöfen |
| 25 | Westinghouse Niagara Falls 2-Phasen für Betriebsmotoren |
Stromversorgungsfrequenzen in Europa bis 1900 ⓘ
| Hz | Beschreibung ⓘ |
|---|---|
| 133 | Einphasige Beleuchtungssysteme, UK und Europa |
| 125 | Einphasiges Beleuchtungssystem, UK und Europa |
| 83.3 | Einphasig, Ferranti UK, Kraftwerk Deptford, London |
| 70 | Einphasige Beleuchtung, Deutschland 1891 |
| 65.3 | BBC Bellinzona |
| 60 | Einphasige Beleuchtung, Deutschland, 1891, 1893 |
| 50 | AEG, Oerlikon und andere Hersteller, eventueller Standard |
| 48 | BBC Kilwangen Kraftwerk, |
| 46 | Rom, Genf 1900 |
| 451⁄3 | Städtisches Elektrizitätswerk, Frankfurt am Main, 1893 |
| 42 | Ganz-Kunden, auch Deutschland 1898 |
| 412⁄3 | Firma Ganz, Ungarn |
| 40 | Lauffen am Neckar, Wasserkraftwerk, 1891, bis 1925 |
| 38.6 | BBC Arlen |
| 331⁄3 | St. James und Soho Electric Light Co. London |
| 25 | Einphasige Beleuchtung, Deutschland 1897 |
Selbst in der Mitte des 20. Jahrhunderts waren die Netzfrequenzen noch nicht vollständig auf die heute üblichen 50 Hz oder 60 Hz standardisiert. Im Jahr 1946 wurden in einem Referenzhandbuch für Entwickler von Funkgeräten die folgenden, inzwischen veralteten Frequenzen als gebräuchlich aufgeführt. In vielen dieser Regionen gab es auch 50-Takt-, 60-Takt- oder Gleichstromnetze. ⓘ
1946 verwendete Frequenzen (sowie 50 Hz und 60 Hz) ⓘ
| Hz | Region ⓘ |
|---|---|
| 25 | Kanada (Süd-Ontario), Panamakanalzone(*), Frankreich, Deutschland, Schweden, Vereinigtes Königreich, China, Hawaii, Indien, Mandschurei |
| 331⁄3 | Lots Road Power Station, Chelsea, London (für die Londoner U-Bahn und Trolleybusse nach der Umstellung auf Gleichstrom) |
| 40 | Jamaika, Belgien, Schweiz, Vereinigtes Königreich, Föderierte Malaiische Staaten, Ägypten, Westaustralien(*) |
| 42 | Tschechoslowakei, Ungarn, Italien, Monaco(*), Portugal, Rumänien, Jugoslawien, Libyen (Tripolis) |
| 43 | Argentinien |
| 45 | Italien, Libyen (Tripolis) |
| 76 | Gibraltar(*) |
| 100 | Malta(*), Britisch-Ostafrika |
Bei Regionen, die mit (*) gekennzeichnet sind, ist dies die einzige für diese Region angegebene Netzfrequenz. ⓘ
Eisenbahnen
Andere Netzfrequenzen werden weiterhin verwendet. Deutschland, Österreich, die Schweiz, Schweden und Norwegen verwenden Bahnstromnetze, die einphasigen Wechselstrom mit 16+2⁄3 Hz oder 16,7 Hz verteilen. Die österreichische Mariazellerbahn verwendet eine Frequenz von 25 Hz, ebenso wie die Bahnstromsysteme von Amtrak und SEPTA in den Vereinigten Staaten. Andere Wechselstromsysteme der Bahn werden mit der örtlichen Netzfrequenz von 50 Hz oder 60 Hz betrieben. ⓘ
Die Bahnstromversorgung kann über Frequenzumrichter von der kommerziellen Stromversorgung abgeleitet oder in einigen Fällen in speziellen Bahnstromanlagen erzeugt werden. Im 19. Jahrhundert wurden für den Betrieb elektrischer Eisenbahnen mit Kommutatormotoren Frequenzen von bis zu 8 Hz in Betracht gezogen. Einige Steckdosen in Zügen führen die richtige Spannung, verwenden aber die ursprüngliche Zugnetzfrequenz wie 16+2⁄3 Hz oder 16,7 Hz. ⓘ
400 Hz
Stromfrequenzen von bis zu 400 Hz werden in Flugzeugen, Raumschiffen, U-Booten, Serverräumen für Computer, militärischer Ausrüstung und handgeführten Werkzeugmaschinen verwendet. Solch hohe Frequenzen können nicht wirtschaftlich über weite Strecken übertragen werden; die erhöhte Frequenz erhöht die Serienimpedanz aufgrund der Induktivität der Übertragungsleitungen erheblich, was die Stromübertragung erschwert. Daher sind 400-Hz-Stromversorgungssysteme in der Regel auf ein Gebäude oder ein Fahrzeug beschränkt. ⓘ
Transformatoren zum Beispiel können kleiner gebaut werden, weil der Magnetkern bei gleicher Leistung viel kleiner sein kann. Induktionsmotoren drehen sich mit einer zur Frequenz proportionalen Geschwindigkeit, so dass mit einer Hochfrequenz-Stromversorgung bei gleichem Motorvolumen und gleicher Masse mehr Leistung erzielt werden kann. Transformatoren und Motoren für 400 Hz sind viel kleiner und leichter als bei 50 oder 60 Hz, was in Flugzeugen und Schiffen von Vorteil ist. Für die Verwendung von 400-Hz-Strom in Flugzeugen gibt es die amerikanische Militärnorm MIL-STD-704. ⓘ
Stabilität
Zeitfehlerkorrektur (TEC)
Die Regulierung der Netzfrequenz zur genauen Zeitmessung war erst nach 1916 üblich, als Henry Warren die Warren Power Station Master Clock und einen selbststartenden Synchronmotor erfand. Tesla demonstrierte das Konzept der durch die Netzfrequenz synchronisierten Uhren auf der Weltausstellung 1893 in Chicago. Auch die Hammond-Orgel ist auf einen synchronen Wechselstrom-Taktmotor angewiesen, um die korrekte Geschwindigkeit ihres internen Tonradgenerators aufrechtzuerhalten und so die Tonhöhe aller Noten auf der Grundlage der Stabilität der Netzfrequenz zu gewährleisten. ⓘ
Heutzutage regeln die Betreiber von Wechselstromnetzen die durchschnittliche Tagesfrequenz so, dass die Uhren nur wenige Sekunden von der korrekten Zeit abweichen. In der Praxis wird die Nennfrequenz um einen bestimmten Prozentsatz angehoben oder abgesenkt, um die Synchronisation zu gewährleisten. Im Laufe eines Tages wird die durchschnittliche Frequenz mit einer Genauigkeit von einigen hundert Teilen pro Million auf dem Nennwert gehalten. Im synchronen Netz Kontinentaleuropas wird die Abweichung zwischen der Netzphasenzeit und der UTC (basierend auf der Internationalen Atomzeit) jeden Tag um 08:00 Uhr in einem Kontrollzentrum in der Schweiz berechnet. Die Sollfrequenz wird dann bei Bedarf um bis zu ±0,01 Hz (±0,02 %) von 50 Hz angepasst, um einen langfristigen Frequenzdurchschnitt von genau 50 Hz × 60 s/min × 60 min/h × 24 h/d = 4320000 Zyklen pro Tag zu gewährleisten. In Nordamerika wird immer dann, wenn der Fehler 10 Sekunden für den östlichen Verbund, 3 Sekunden für den texanischen Verbund oder 2 Sekunden für den westlichen Verbund überschreitet, eine Korrektur von ±0,02 Hz (0,033 %) vorgenommen. Die Zeitfehlerkorrekturen beginnen und enden entweder zur vollen oder zur halben Stunde. Die Bemühungen zur Beseitigung des TEC in Nordamerika sind unter Elektrische Uhr beschrieben. ⓘ
Echtzeit-Frequenzmesser für die Stromerzeugung im Vereinigten Königreich sind online verfügbar - ein offizieller von National Grid und ein inoffizieller, der von Dynamic Demand gepflegt wird. Echtzeit-Frequenzdaten für das synchrone Netz in Kontinentaleuropa sind auf Websites wie www.mainsfrequency.com verfügbar. Das Frequenzüberwachungsnetz (FNET) an der Universität von Tennessee misst die Frequenz der Verbindungen innerhalb des nordamerikanischen Stromnetzes sowie in verschiedenen anderen Teilen der Welt. Diese Messungen werden auf der FNET-Website angezeigt. ⓘ
US-Vorschriften
In den Vereinigten Staaten hat die Federal Energy Regulatory Commission die Zeitfehlerkorrektur im Jahr 2009 verbindlich vorgeschrieben. Im Jahr 2011 erörterte die North American Electric Reliability Corporation (NERC) einen Versuchsvorschlag, der die Anforderungen an die Frequenzregulierung elektrischer Netze lockern würde, was die langfristige Genauigkeit von Uhren und anderen Geräten, die die 60-Hz-Netzfrequenz als Zeitbasis verwenden, verringern würde. ⓘ
Frequenz und Last
Der Hauptgrund für eine genaue Frequenzregelung besteht darin, dass der Stromfluss von Wechselstrom mehrerer Generatoren durch das Netz gesteuert werden kann. Die Entwicklung der Netzfrequenz ist ein Maß für die Diskrepanz zwischen Bedarf und Erzeugung und ist ein notwendiger Parameter für die Laststeuerung in Verbundnetzen. ⓘ
Die Frequenz des Netzes ändert sich, wenn sich Last und Erzeugung ändern. Eine Erhöhung der mechanischen Eingangsleistung eines einzelnen Synchrongenerators hat keinen großen Einfluss auf die Gesamtsystemfrequenz, führt aber zu einer höheren Stromerzeugung aus dieser Einheit. Bei einer starken Überlast, die durch das Auslösen oder den Ausfall von Generatoren oder Übertragungsleitungen verursacht wird, sinkt die Netzfrequenz aufgrund eines Ungleichgewichts zwischen Last und Erzeugung. Der Ausfall einer Verbindung bei gleichzeitigem Stromexport (im Verhältnis zur Gesamterzeugung des Systems) führt zu einem Anstieg der Netzfrequenz vor dem Ausfall, kann aber auch zu einem Zusammenbruch hinter dem Ausfall führen, da die Erzeugung nun nicht mehr mit dem Verbrauch Schritt hält. Die automatische Erzeugungssteuerung (AGC) wird eingesetzt, um die geplante Frequenz und den Austausch von Stromflüssen aufrechtzuerhalten. Regelungssysteme in Kraftwerken stellen Änderungen der netzweiten Frequenz fest und passen die mechanische Leistungszufuhr zu den Generatoren wieder an die Sollfrequenz an. Dieses Gegensteuern dauert wegen der großen rotierenden Massen in der Regel einige zehn Sekunden (obwohl die großen Massen in erster Linie dazu dienen, das Ausmaß kurzfristiger Störungen zu begrenzen). Vorübergehende Frequenzänderungen sind eine unvermeidliche Folge der wechselnden Nachfrage. Außergewöhnliche oder sich schnell ändernde Netzfrequenzen sind oft ein Zeichen dafür, dass ein Stromverteilungsnetz nahe an seiner Kapazitätsgrenze arbeitet; dramatische Beispiele dafür können manchmal kurz vor größeren Stromausfällen beobachtet werden. Große Kraftwerke, einschließlich Solarparks, können ihre durchschnittliche Leistung reduzieren und den Spielraum zwischen Betriebslast und maximaler Kapazität nutzen, um die Netzregulierung zu unterstützen; Solarwechselrichter reagieren schneller als Generatoren, da sie keine rotierende Masse haben. Da variable Ressourcen wie Solar- und Windenergie die traditionelle Stromerzeugung und deren Trägheit ersetzen, mussten die Algorithmen immer ausgefeilter werden. Auch Energiespeichersysteme wie Batterien übernehmen in zunehmendem Maße die Aufgabe der Regulierung. ⓘ
Frequenzschutzrelais im Stromnetz erkennen das Absinken der Frequenz und leiten automatisch einen Lastabwurf oder die Abschaltung von Verbindungsleitungen ein, um den Betrieb zumindest eines Teils des Netzes aufrechtzuerhalten. Geringe Frequenzabweichungen (z. B. 0,5 Hz in einem 50-Hz- oder 60-Hz-Netz) führen zu einem automatischen Lastabwurf oder anderen Steuerungsmaßnahmen zur Wiederherstellung der Netzfrequenz. ⓘ
Kleinere Stromnetze, die nicht in großem Umfang mit vielen Erzeugern und Lasten zusammengeschaltet sind, können die Frequenz nicht mit demselben Maß an Genauigkeit halten. Wenn die Netzfrequenz in Zeiten hoher Last nicht streng geregelt wird, können die Netzbetreiber zulassen, dass die Netzfrequenz in Zeiten geringer Last ansteigt, um eine durchschnittliche Tagesfrequenz mit akzeptabler Genauigkeit aufrechtzuerhalten. Tragbare Generatoren, die nicht an ein Versorgungsnetz angeschlossen sind, brauchen ihre Frequenz nicht genau zu regeln, da typische Lasten unempfindlich gegenüber kleinen Frequenzabweichungen sind. ⓘ
Die Netzfrequenz und deren Abweichung vom Nennwert ist ein wichtiger direkter Qualitätsindikator für die Netzbelastung. Wechselstrom-Energie kann in Verbundnetzen elektrisch nicht gespeichert, sondern nur zwischen Erzeuger und Verbraucher verteilt werden. ⓘ
Damit das Verbundnetz störungsfrei betrieben werden kann, muss die erzeugte Wirk-Leistung zu jedem Zeitpunkt eine gleich große Wirk-Leistungsabnahme gegenüberstehen. Da dies niemals erfolgen kann, fluktuiert die Netzfrequenz in Europa im erlaubten Bereich ± 200 mHz. ⓘ
Bei einem Überangebot von elektrischer Wirkleistung kommt es zu einer Erhöhung der Netzfrequenz, bei einem Unterangebot zu einer Absenkung. Eine Frequenzabweichung von 0,2 Hz entspricht im europäischen Verbundsystem einer Leistungsdifferenz von ca. 3 GW, welche auch gleich dem sogenannten Referenzausfall aus dem Continental Europe Operation Handbook entspricht und ca. dem ungeplanten Ausfall von zwei größeren Kraftwerksblöcken entspricht. Die Aufgabe der Leistungsregelung in Verbundnetzen ist es, die zeitlichen Schwankungen auszugleichen und so die Netzfrequenz im erlaubten Frequenzbereich zu halten. Je kleiner ein Stromversorgungsnetz ist und je schlechter die Netzregelung funktioniert, desto stärkere Schwankungen treten bei der Netzfrequenz auf. ⓘ
Nicht kompensierbare Fehler führen zu einem massiven Ungleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage von elektrischer Leistung, sind entsprechend starke Netzfrequenzschwankungen die Folge, wie es nebenstehende Abbildung für den Stromausfall in Europa im November 2006 darstellt. Dargestellt ist der Verlauf der Netzfrequenz für einen Teil des westeuropäischen Verbundnetzes: Zum Zeitpunkt des Ausfalles kam es zu einem massiven Unterangebot an elektrischer Leistung und damit zu einer Unterfrequenz. Im gleichen Zeitrahmen kam es im osteuropäischen Teil des Verbundnetzes zu einem Überangebot und einer Steigerung der Netzfrequenz. Im Zeitbereich des Ausfalls wurde das Verbundnetz durch Schutzeinrichtungen automatisch in mehrere autonome Segmente aufgeteilt, welche asynchron zueinander arbeiteten. Durch Lastabwurf konnten diese Netzsegmente stufenweise synchronisiert und dann wieder zusammengeschaltet werden. ⓘ
Während die Wirkleistungssituation in den Verbundnetzen Auswirkungen auf die Netzfrequenz hat, führen die schwankenden Blind-Leistungen zur Netz-Spannungsänderung. ⓘ
Last-Frequenz-Regelung
Die Last-Frequenz-Regelung (LFC) ist eine Art der integralen Regelung, die die Netzfrequenz und die Leistungsflüsse zu benachbarten Bereichen wieder auf die Werte vor einer Laständerung zurückführt. Die Leistungsübertragung zwischen verschiedenen Bereichen eines Systems wird als "Net Tie-Line Power" bezeichnet. ⓘ
Der allgemeine Regelalgorithmus für die LFC wurde 1971 von Nathan Cohn entwickelt. Der Algorithmus beinhaltet die Definition des Begriffs "Area Control Error" (ACE), der sich aus der Summe des Fehlers der Netzanschlussleistung und dem Produkt aus dem Frequenzfehler und einer Frequenzvorspannungskonstante ergibt. Wenn der Bereichssteuerungsfehler auf Null reduziert ist, hat der Steuerungsalgorithmus die Frequenz- und Netzleistungsfehler auf Null zurückgeführt. ⓘ
Akustisches Rauschen und Interferenzen
Wechselstrombetriebene Geräte können ein charakteristisches Brummen abgeben, das oft als "Netzbrummen" bezeichnet wird, und zwar bei den Vielfachen der von ihnen verwendeten Wechselstromfrequenzen (siehe Magnetostriktion). Dieses Brummen wird in der Regel durch die Schwingungen der Kernbleche von Motoren und Transformatoren im Takt des Magnetfeldes verursacht. Dieses Brummen kann auch in Audiosystemen auftreten, wenn der Netzfilter oder die Signalabschirmung eines Verstärkers nicht ausreichend ist. ⓘ
In den meisten Ländern wurde die vertikale Synchronisationsrate des Fernsehens so gewählt, dass sie der örtlichen Netzfrequenz entsprach. Dies trug dazu bei, dass Netzbrummen und magnetische Störungen nicht zu sichtbaren Schwebungsfrequenzen im angezeigten Bild der frühen analogen Fernsehempfänger führten, insbesondere durch den Netztransformator. Obwohl eine gewisse Verzerrung des Bildes vorhanden war, blieb sie meist unbemerkt, da sie stationär war. Die Abschaffung der Transformatoren durch die Verwendung von AC/DC-Empfängern und andere Änderungen am Gerätedesign trugen dazu bei, den Effekt zu minimieren, und in einigen Ländern wird heute eine vertikale Rate verwendet, die eine Annäherung an die Netzfrequenz darstellt (vor allem in Gebieten mit 60 Hz). ⓘ
Dieser Nebeneffekt wird auch als forensisches Werkzeug genutzt. Wenn eine Tonaufnahme in der Nähe eines Wechselstromgeräts oder einer Steckdose gemacht wird, wird zufällig auch das Brummen aufgezeichnet. Die Spitzen des Brummtons wiederholen sich in jedem Wechselstromzyklus (alle 20 ms bei 50 Hz Wechselstrom bzw. alle 16,67 ms bei 60 Hz Wechselstrom). Die genaue Frequenz des Brummens sollte mit der Frequenz einer forensischen Aufzeichnung des Brummens zu genau dem Zeitpunkt übereinstimmen, zu dem die Aufzeichnung angeblich gemacht wurde. Unstimmigkeiten bei der Frequenzübereinstimmung oder gar keine Übereinstimmung verraten die Echtheit der Aufnahme. ⓘ
Netzfrequenzen und Netze
Siehe auch Elektrifizierung#Netzfrequenz. ⓘ
Die Unterschiede sind durch die historische Entwicklungsgeschichte der ersten Stromnetze in den 1880er und 1890er Jahren bedingt und haben heute keinen technischen Grund. ⓘ
Industrielle Anwendungen
Zur Erzielung höherer Drehzahlen bei Werkzeugmaschinen und Reduzierung von Größe und Gewicht bei handgeführten Elektrogeräten wie Geradschleifern, Bohrmaschinen, Winkelschleifern und Knabbern werden in Industrie und Gewerbe Frequenzen von 200 Hz oder 400 Hz eingesetzt, die gelegentlich als Schnellfrequenz bezeichnet werden. ⓘ
Frequenzen von erzeugtem Licht, Schall und Bewegung
Leuchtmittel, mit ausreichend geringer Trägheit, die im Netzstromkreis liegen oder mit Netzfrequenz angespeist werden, erzeugen blinkendes Licht von typisch doppelter Netzfrequenz, also 100 Hz. Das Auge kann daher das Blinken von Leuchtstoffröhre (mit konventionellem Vorschaltgerät) und anderen Gasentladungslampen wie Glimmlampe, Neonröhre nicht sehen, allerdings gibt es Effekte, wenn vorbeibewegte Objekte oder Muster ins Blickfeld kommen. Glühlampen haben eine so große Abklingzeit (der Temperatur des Glühfadens), dass die Lichtaussendung fast ganz gleichmäßig erfolgt. Bedeutsam ist Lichtflackern bei Fotografie und Bewegtbildaufnahmen insbesondere bei zeilenweiser Abtastung des Bilds. ⓘ
Der Netzfrequenz kann eine Tonhöhe zugeordnet werden, 50 Hz entsprechen fast einem Kontra-G (‚G). Der Ton, welcher beispielsweise aus einer örtlichen Transformatorenstation als Brummton wahrzunehmen ist, hat wegen der Magnetostriktion des Eisenkerns die doppelte Netzfrequenz von 100 Hz und entspricht dem um eine Oktave höheren G. ⓘ
Nur auf Elektromagneten basierende Vorrichtungen wie Haltemagnet, einfacher Summer, Schütz, Relais und manche Haarschneideapparate erzeugen je nach Bauweise (Anker ist Permanentmagnet oder aber aus Eisen) Bewegungen bzw. Kraftwirkung mit einfacher bzw. doppelter Netzfrequenz. ⓘ
Maßnahmen durch Netzmanagement
Die komplexen Verbund-Netzwerke werden durch Mitglieder im Verband Europäischer Übertragungsnetzbetreiber (European Network of Transmission System Operators for Electricity – ENTSO-E) überwacht, geführt und gesteuert. Länderspezifische Netzführungs-Regelwerke (Grid Codes) sind zu beachten. In Deutschland gibt es vier für die Verbund-Netzwerke zuständige Übertragungsnetzbetreiber: Tennet TSO, 50Hertz Transmission, Amprion und TransnetBW. ⓘ
Zur Erhaltung der Netzfrequenz dient die Last-Frequenz Regelung (Load-Frequency Control), wofür den Übertragungsnetzbetreibern verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung stehen:
- Primär-, Sekundär- (und Minutenreserve), Tertiärregelleistung
- Redispatch
- Abschaltbare Lasten ⓘ
Die Anzahl der kritischen Störungen, auf welche die Übertragungsnetzbetreiber reagieren müssen, hat in den vergangenen Jahren zugenommen. ⓘ
Netz-Störung 2018
Obwohl die gemittelten Frequenzabweichungen im europäischen Verbundnetz durch die Quartärregelung über Jahre hinweg gering waren und sich die Abweichungen von der internationalen Atomzeit im Bereich von einigen ±10 Sekunden hielten, kam es Anfang 2018 zu einer länger anhaltenden Unterfrequenz. Die Abweichung führte bei Synchronuhren dazu, dass sie Anfang März 2018 bis zu sechs Minuten nachgingen. Am 3. März 2018 wurde mit −359 Sekunden die höchste Abweichung erreicht. ⓘ
Verursacher für die Abweichung der Netzfrequenz war ein Streit in der Regelzone „Serbien, Montenegro und Mazedonien“ (SMM) zwischen Kosovo und Serbien um Regelleistung. Das Kosovo produzierte zu wenig elektrische Regelleistung und Serbien weigerte sich zunächst, die entstandene Lücke durch verstärkten Kraftwerkseinsatz aufzufüllen. Am 8. März teilte der Verband Europäischer Übertragungsnetzbetreiber (ENTSO-E) mit, dass die Unregelmäßigkeiten zwischen den beiden Parteien beseitigt sind. Einen knappen Monat später am 3. April 2018 waren die Abweichungen durch die Quartärregelung behoben. ⓘ
Netz-Störung 2021
Am 8. Januar 2021 gab es um 14:04:50 Uhr einen signifikanten Abfall bzw. Anstieg der Frequenz im europäischen Verbundnetz. Im nordwestlichen Netzgebiet fiel die Frequenz zunächst auf 49,74 Hz und stabilisierte sich rund 15 Sekunden später bei 49,84 Hz. Gleichzeitig stieg die Frequenz im südöstlichen Netzgebiet auf 50,6 Hz, bevor sie sich ebenfalls bei Werten zwischen 50,2 und 50,3 Hz stabilisierte. In der Folge wurde das Netz getrennt, sodass Griechenland, Bulgarien, Rumänien, Kroatien und die Türkei vorübergehend im Inselbetrieb waren. Die Ursache der Störung lag in der Abschaltung eines Überspannungsschutzes in einem kroatischen Umspannwerk. Dies wurde durch eine Überproduktion von Strom im süd-östlichen Netzgebiet, bedingt durch die dortigen Feiertage und den Strommarkt, hervorgerufen. ⓘ
Messung
Zur Messung der Netzfrequenz gibt es mehrere verschiedene Bauarten von Instrumenten. Historisch und primär für die manuelle Ablesung werden mechanische Zungenfrequenzmesser eingesetzt, deren Messgenauigkeit liegt im Bereich von einigen 100 mHz. In größeren Verbundnetzen wird an mehreren, räumlich getrennten Punkten automatisch mittels digitaler Messtechnik und elektronischen Frequenzmessern kontinuierlich gemessen und der Verlauf der Netzfrequenz über die Zeit aufgezeichnet. Dabei wird die Netzfrequenz mit einer Genauigkeit unter 1 mHz erfasst und die aktuellen Daten werden auch öffentlich im Web zur Verfügung gestellt. ⓘ
Analyse in der Forensik
Durch zeitbedingte geringe Abweichungen von der idealen Netzfrequenz hat die Betrachtung ebendieser in den letzten Jahren in der Forensik an Bedeutung gewonnen. Schon auf einen kurzen Zeitraum betrachtet weisen die Unregelmäßigkeiten ein einzigartiges Muster auf. Je nach Qualität und Kodierung einer Audio- oder Videoaufnahme kann mithilfe von Filtern ein Rückschluss auf die zum Aufnahmezeitpunkt aufgetretenen Frequenzabweichungen im Stromnetz gemacht werden. ⓘ
Es entsteht eine Art digitales Wasserzeichen, welches mit einer Datenbank, wie sie z. B. von Netzbetreibern oder Kriminalämtern geführt wird, abgeglichen werden kann. Im besten Fall ist hiermit eine Aussage oder zumindest Eingrenzung über den Aufnahmeort und -zeitpunkt möglich. ⓘ
Netzfrequenzen weltweit
- siehe Länderübersicht Steckertypen, Netzspannungen und -frequenzen ⓘ