EN 50438:2013
(Main)Requirements for micro-generating plants to be connected in parallel with public low-voltage distribution networks
Requirements for micro-generating plants to be connected in parallel with public low-voltage distribution networks
This European Standard specifies technical requirements for the protection functions and the operational capabilities of micro-generating plants, designed for operation in parallel with public low-voltage distribution networks. This European Standard applies irrespectively of the micro-generating plants’ primary source of energy, where micro-generation refers to equipment with nominal currents up to and including 16 A per phase, single or multi phase 230/400 V or multi phase 230 V (phase-to-phase nominal voltage). For practical reasons, this European Standard refers to the distribution system operator in case settings have to be defined and/or provided, even when these settings are to be defined and/or provided by another actor according to national and European legal framework. NOTE 1 This includes European network codes and their national implementation, as well as further national regulations. NOTE 2 Further national requirements especially for the connection to the grid and the operation of the micro-generator can apply as long as they are not in conflict with this EN. In some countries, this document may be applied to generators with higher nominal currents used mostly in domestic and small commercial installations. These countries are listed in Annex G. The provisions of this European Standard are not intended to ensure by themselves the safety of DSO personnel or their contracted parties. The following aspects are included in the scope: • all micro-generation technologies are applicable. The following aspects are excluded from the scope: • multiple units that for one installation, in aggregate, exceed 16 A; • issues of revenue rebalancing, metering or other commercial matters; • requirements related to the primary energy source e.g. matters related to gas fired generator units; • island operation of generating plants, both intentional and unintentional, where no part of the public distribution network is involved; • active front ends of drives feeding energy back into the distribution network for short duration.
Anforderungen für den Anschluss von Klein-Generatoren an das öffentliche Niederspannungsnetz
Exigences pour les installations de micro-génération destinées à être raccordées en parallèle avec les réseaux publics de distribution à basse tension
La présente Norme Européenne spécifie les exigences techniques pour les fonctions de protection et les possibilités d'exploitation des installations de micro-génération conçues pour fonctionner en parallèle avec les réseaux publics de distribution à basse tension. La présente Norme Européenne s'applique quelle que soit la source principale d'énergie des installations de micro-génération, où micro-génération fait référence à des équipements nominaux jusqu'à et incluant 16 A par phase, monophasés ou polyphasés 230/400 V ou polyphasés 230 V (tension nominale entre phases). Pour des raisons pratiques, la présente Norme Européenne fait référence au gestionnaire de système de distribution dans le cas où des paramètres doivent être définis et/ou fournis, même quand ils doivent l'être par un autre acteur conformément au cadre légal national et européen. NOTE 1 Cela inclut les codes réseau européens et leur mise en œuvre nationale, ainsi que les autres réglementations nationales. NOTE 2 D'autres exigences nationales, en particulier pour la connexion du réseau et l'exploitation du micro-générateur, peuvent s'appliquer, à condition qu'elles n'entrent pas en conflit avec la présente EN. Dans certains pays ce document peut s'appliquer aux générateurs avec les courants nominaux les plus hauts et qui sont généralement utilisés dans les installations domestiques et les petites installations commerciales. Ces pays sont énumérés à l'Annexe G. Les dispositions de cette Norme Européenne n'ont pas pour objet d'assurer la sécurité du personnel du GSD ou de ses sous-traitants. Les aspects suivants sont inclus dans le domaine d'application: - toutes les technologies de micro-génération sont applicables. Les aspects suivants sont exclus du domaine d'application: - cas de plusieurs générateurs pour une installation, excédant 16 A cumulés; - questions de rémunération, de comptage et autres questions commerciales; - exigences relatives à la source d'énergie primaire, par exemple les questions relatives aux générateurs alimentés en gaz; - exploitation de l'îlotage des centrales électriques, intentionnelle et non intentionnel, où aucune partie du réseau de distribution public n'est concerné; - frontaux actifs de conduit qui renvoient l'énergie dans le réseau de distribution pour une courte durée.
Zahteve za vzporedno vezavo mikro generatorjev z javnim nizkonapetostnim razdelilnim omrežjem
Ta evropski standard določa tehnične zahteve za zaščitne funkcije in operativno zmogljivost mikrogeneratorskih obratov, namenjenih vzporednemu delovanju z javnim nizkonapetostnim razdelilnim omrežjem. Ta evropski standard se uporablja ne glede na primarni vir energije mikrogeneratorskih obratov, pri čemer se mikro proizvodnja nanaša na opremo z nazivnimi toki do vključno 16 A na fazo, 230/400 V pri eni ali več fazah ali 230 V pri več fazah (medfazna nazivna napetost). Zaradi praktičnih razlogov se ta evropski standard nanaša na upravljavca razdelilnega omrežja, kadar je treba nastavitve opredeliti in/ali zagotoviti, tudi kadar mora te nastavitve opredeliti in/ali zagotoviti drug udeleženec v skladu z nacionalnim in evropskim pravnim okvirom.
OPOMBA 1: To zajema evropske omrežne kodekse in njihovo nacionalno izvajanje ter tudi dodatne nacionalne predpise.
OPOMBA 2: Uporabljajo se lahko dodatne nacionalne zahteve, zlasti za povezavo z omrežjem in delovanje mikro generatorja, če niso v nasprotju s tem standardom EN. V nekaterih državah se lahko ta dokument uporablja za generatorje z višjimi nazivnimi tokovi, ki se uporabljajo zlasti v gospodinjskih in manjših komercialnih obratih. Te države so navedene v dodatku G. Določbe tega evropskega standarda same po sebi niso namenjene zagotavljanju varnosti osebja upravljavca razdelilnega omrežja ali njihovih pogodbenih strank. Področje uporabe zajema naslednje vidike:
• uporabljajo se vse mikrogeneratorske tehnologije.
Področje uporabe ne zajema naslednjih vidikov:
• več enot, ki v enem obratu skupaj presegajo 16 A;
• vprašanj prerazporejanja dobička, merjenja ali drugih poslovnih zadev;
• zahtev v zvezi s primarnim virom energije, npr. zadeve, povezane z generatorskimi enotami na plin;
• ločenim delovanjem generatorskih obratov, namernim in nenamernim, kadar ni vključen noben del javnega razdelilnega omrežja;
• aktivnih sprednjih delov pogonov, ki energijo usmerjajo nazaj v razdelilno omrežje za kratek čas.
General Information
Relations
Frequently Asked Questions
EN 50438:2013 is a standard published by CLC. Its full title is "Requirements for micro-generating plants to be connected in parallel with public low-voltage distribution networks". This standard covers: This European Standard specifies technical requirements for the protection functions and the operational capabilities of micro-generating plants, designed for operation in parallel with public low-voltage distribution networks. This European Standard applies irrespectively of the micro-generating plants’ primary source of energy, where micro-generation refers to equipment with nominal currents up to and including 16 A per phase, single or multi phase 230/400 V or multi phase 230 V (phase-to-phase nominal voltage). For practical reasons, this European Standard refers to the distribution system operator in case settings have to be defined and/or provided, even when these settings are to be defined and/or provided by another actor according to national and European legal framework. NOTE 1 This includes European network codes and their national implementation, as well as further national regulations. NOTE 2 Further national requirements especially for the connection to the grid and the operation of the micro-generator can apply as long as they are not in conflict with this EN. In some countries, this document may be applied to generators with higher nominal currents used mostly in domestic and small commercial installations. These countries are listed in Annex G. The provisions of this European Standard are not intended to ensure by themselves the safety of DSO personnel or their contracted parties. The following aspects are included in the scope: • all micro-generation technologies are applicable. The following aspects are excluded from the scope: • multiple units that for one installation, in aggregate, exceed 16 A; • issues of revenue rebalancing, metering or other commercial matters; • requirements related to the primary energy source e.g. matters related to gas fired generator units; • island operation of generating plants, both intentional and unintentional, where no part of the public distribution network is involved; • active front ends of drives feeding energy back into the distribution network for short duration.
This European Standard specifies technical requirements for the protection functions and the operational capabilities of micro-generating plants, designed for operation in parallel with public low-voltage distribution networks. This European Standard applies irrespectively of the micro-generating plants’ primary source of energy, where micro-generation refers to equipment with nominal currents up to and including 16 A per phase, single or multi phase 230/400 V or multi phase 230 V (phase-to-phase nominal voltage). For practical reasons, this European Standard refers to the distribution system operator in case settings have to be defined and/or provided, even when these settings are to be defined and/or provided by another actor according to national and European legal framework. NOTE 1 This includes European network codes and their national implementation, as well as further national regulations. NOTE 2 Further national requirements especially for the connection to the grid and the operation of the micro-generator can apply as long as they are not in conflict with this EN. In some countries, this document may be applied to generators with higher nominal currents used mostly in domestic and small commercial installations. These countries are listed in Annex G. The provisions of this European Standard are not intended to ensure by themselves the safety of DSO personnel or their contracted parties. The following aspects are included in the scope: • all micro-generation technologies are applicable. The following aspects are excluded from the scope: • multiple units that for one installation, in aggregate, exceed 16 A; • issues of revenue rebalancing, metering or other commercial matters; • requirements related to the primary energy source e.g. matters related to gas fired generator units; • island operation of generating plants, both intentional and unintentional, where no part of the public distribution network is involved; • active front ends of drives feeding energy back into the distribution network for short duration.
EN 50438:2013 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 29.160.20 - Generators. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
EN 50438:2013 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to EN 50438:2007, EN 50549-10:2022, EN 50438:2013/IS1:2015, EN 50549-1:2019, EN 50438:2007. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
EN 50438:2013 is associated with the following European legislation: Standardization Mandates: M/490. When a standard is cited in the Official Journal of the European Union, products manufactured in conformity with it benefit from a presumption of conformity with the essential requirements of the corresponding EU directive or regulation.
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Standards Content (Sample)
SLOVENSKI STANDARD
01-januar-2014
1DGRPHãþD
SIST EN 50438:2008
Zahteve za vzporedno vezavo mikro generatorjev z javnim nizkonapetostnim
razdelilnim omrežjem
Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage
distribution networks
Anforderungen für den Anschluss von Klein-Generatoren an das öffentliche
Niederspannungsnetz
Prescriptions pour le raccordement de micro-générateurs en parallèle avec les réseaux
publics de distribution à basse tension
Ta slovenski standard je istoveten z: EN 50438:2013
ICS:
29.160.20 Generatorji Generators
29.240.01 2PUHåMD]DSUHQRVLQ Power transmission and
GLVWULEXFLMRHOHNWULþQHHQHUJLMH distribution networks in
QDVSORãQR general
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
EUROPEAN STANDARD
EN 50438
NORME EUROPÉENNE
December 2013
EUROPÄISCHE NORM
ICS 29.160.20 Supersedes EN 50438:2007
English version
Requirements for micro-generating plants to be connected in parallel with
public low-voltage distribution networks
Exigences pour les installations de micro- Anforderungen für den Anschluss von
génération destinées à être raccordées en Klein-Generatoren an das öffentliche
parallèle avec les réseaux publics de Niederspannungsnetz
distribution à basse tension
This European Standard was approved by CENELEC on 2013-11-04. CENELEC members are bound to comply
with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this European Standard
the status of a national standard without any alteration.
Up-to-date lists and bibliographical references concerning such national standards may be obtained on
application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CENELEC member.
This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other
language made by translation under the responsibility of a CENELEC member into its own language and notified
to the CEN-CENELEC Management Centre has the same status as the official versions.
CENELEC members are the national electrotechnical committees of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus,
the Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany,
Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, the Netherlands, Norway, Poland,
Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and the United Kingdom.
CENELEC
European Committee for Electrotechnical Standardization
Comité Européen de Normalisation Electrotechnique
Europäisches Komitee für Elektrotechnische Normung
CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B - 1000 Brussels
© 2013 CENELEC - All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CENELEC members.
Ref. No. EN 50438:2013 E
Contents
Foreword . 6
1 Scope . 7
2 Normative references . 7
3 Terms and definitions . 8
4 Technical requirements .13
4.1 Electrical installation .13
4.1.1 General.13
4.1.2 Over-current protection .13
4.1.3 Earthing .13
4.2 Normal operating range .13
4.2.1 General.13
4.2.2 Continuous voltage operation range .14
4.2.3 Continuous frequency operation range .14
4.2.4 Response to under-frequencies .14
4.2.5 Power response to over-frequency .15
4.3 Reactive power capability.16
4.3.1 Inverter based micro-generator .16
4.3.2 Directly coupled micro-generator with no inverter .17
4.4 Reactive power control modes .17
4.4.1 General.17
4.4.2 Fix control mode cos φ fix .17
4.4.3 Voltage related control mode Q(U) .18
4.4.4 Power related control mode cos φ (P) .18
4.5 Voltage control by active power .18
4.6 Interface protection .18
4.6.1 General.18
4.6.2 Interface protection settings .20
4.6.3 Requirements regarding single fault tolerance of interface protection system20
4.7 Connection and starting to generate electrical power .21
4.7.1 General.21
4.7.2 Automatic reconnection after tripping .21
4.7.3 Starting to generate electrical power .21
4.7.4 Synchronisation .21
4.8 Power quality .21
4.8.1 General.21
4.8.2 DC injection .22
5 Operation and safety of the micro-generator .22
5.1 General .22
5.2 Safety .23
5.3 Information plate .23
5.4 Labelling .23
5.5 Maintenance and routine testing .24
6 Commissioning .24
Annex A (informative) National settings and requirements .25
A.1 General .25
- 3 - EN 50438:2013
A.2 AT – Austria .25
A.3 BE – Belgium .26
A.4 CY – Cyprus .27
A.5 CZ – Czech Republic .27
A.6 DE – Germany .28
A.7 DK – Denmark .28
A.8 EE – Estonia .28
A.9 ES – Spain .29
A.10 FI – Finland .30
A.11 FR – France .30
A.12 GB – United Kingdom .31
A.13 IE – Ireland .32
A.14 IT – Italy .33
A.15 LV – Latvia .35
A.16 NL – The Netherlands .36
A.17 NO – Norway .36
A.18 PL – Poland .36
A.19 SI – Slovenia .37
A.20 SE – Sweden .38
Annex B (informative) Loss of Mains and overall system security .39
Annex C (informative) Example notification sheets .40
C.1 General .40
C.2 Application for connection of micro-generators .40
C.3 Notification of micro-generator decommissioning .43
Annex D (informative) Compliance type testing .44
D.1 General .44
D.2 Type testing of the interface protection .44
D.2.1 Introduction .44
D.2.2 General.44
D.2.3 Over-/under-voltage .44
D.2.4 Over- /under-frequency .45
D.2.5 Loss of Mains (LoM) detection .46
D.3 Type testing of a micro-generator .47
D.3.1 Operating range .47
D.3.2 Active power feed-in at under-frequency .48
D.3.3 Power response to over-frequency .48
D.3.4 Reactive power capability .50
D.3.5 Voltage control by active power .52
D.3.6 Connection and starting to generate electrical power .52
D.3.7 Short-circuit current contribution .53
D.3.8 Harmonic current emission .54
D.3.9 Voltage fluctuations and flicker .54
D.3.10 DC injection .54
Annex E (informative) Example test results sheet .55
E.1 General details .55
E.1.1 Micro-generator details .55
E.1.2 Test house details .55
E.1.3 Test details .55
E.2 Type testing of the interface protection .56
E.2.1 General.56
E.2.2 Over-/under-frequency tests .56
E.2.3 Over-/under-voltage tests (single stage protection) .56
E.2.4 LoM test .56
E.3 Type testing of a micro-generator .57
E.3.1 Operating Range .57
E.3.2 Active power at under-frequency .57
E.3.3 Power response to over-frequency .57
E.3.4 Reactive power .58
E.3.5 Connection and starting to generate electrical power .59
E.3.6 Short-circuit current contribution .59
E.3.7 Power quality .60
E.4 Comments .60
Annex F (informative) Commissioning .61
F.1 Installation .61
F.2 Notification procedure .61
F.2.1 Ordinary procedure .61
F.2.2 Inform and Fit for a single installation .61
Annex G (normative) Countries allowing extension of the scope > 16 A .62
G.1 General .62
G.2 CY – Cyprus .62
G.3 FI – Finland .62
G.4 IE – Ireland .62
Annex H (informative) Abbreviations .63
Annex I (informative) A-deviations .64
Bibliography . 65
Figure 1 Main times defining interface protection performance .10
Figure 2 Maximum allowable power reduction in case of under-frequency .15
Figure 3 Reactive power capability in load reference frame .17
Figure 4 Reactive power control characteristic .18
Figure 5 Example of a warning label both for size and content .24
Figure A.1 .34
Figure D.1 LoM test arrangement .47
Figure D.2 Example of testing the active power feed-in at over-frequency with f = 50,2 Hz .49
Figure D.3 Power factor test arrangement .50
Table 1 Minimum time periods for operation in under-frequency situation .14
Table 2 Minimum time periods for operation in over-frequency situation .15
- 5 - EN 50438:2013
Table 3 Standard settings for power response to over-frequency .16
Table 4 Default interface protection performance .20
Table 5 Harmonics and flicker emission standards .22
Foreword
This document (EN 50438:2013) has been prepared by CLC/TC 8X "System aspects of electrical
energy supply".
The following dates are fixed:
• latest date by which this document has
(dop) 2014-11-04
to be implemented at national level by
publication of an identical national
standard or by endorsement
• latest date by which the national
(dow) 2016-11-04
standards conflicting with this
document have to be withdrawn
This document supersedes EN 50438.2007.
– introduction of a power reduction capability in case of over-frequency;
– introduction of reactive power capability
– update of national protection parameters settings in Annex A;
– modification of tests for the verification of interface protections (voltage and frequency);
– modification of the test for islanding detection;
– addition of a test for direct current injection.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. CENELEC [and/or CEN] shall not be held responsible for identifying any or all such
patent rights.
This document has been prepared under a mandate given to CENELEC by the European Commission
and the European Free Trade Association.
This European Standard relates to both future European Network Codes and current technical market
needs. Its purpose is to give detailed description of functions to be implemented in products and
methods to verify the compliance of the products.
This European Standard is also intended to serve as a technical reference for the definition of national
requirements where European Network Codes requirements allow flexible implementation,
e.g. settings for power response to over frequency.
CLC/TC 8X plans to review the Standard periodically, in order to ensure its compatibility with the
evolution of the legal framework.
__________
- 7 - EN 50438:2013
1 Scope
This European Standard specifies technical requirements for the protection functions and the
operational capabilities of micro-generating plants, designed for operation in parallel with public low-
voltage distribution networks.
This European Standard applies irrespectively of the micro-generating plants’ primary source of
energy, where micro-generation refers to equipment with nominal currents up to and including 16 A
per phase, single or multi phase 230/400 V or multi phase 230 V (phase-to-phase nominal voltage).
For practical reasons, this European Standard refers to the distribution system operator in case
settings have to be defined and/or provided, even when these settings are to be defined and/or
provided by another actor according to national and European legal framework.
NOTE 1 This includes European network codes and their national implementation, as well as further national regulations.
NOTE 2 Further national requirements especially for the connection to the grid and the operation of the micro-generator can
apply as long as they are not in conflict with this EN.
In some countries, this document may be applied to generators with higher nominal currents used
mostly in domestic and small commercial installations. These countries are listed in Annex G.
The provisions of this European Standard are not intended to ensure by themselves the safety of DSO
personnel or their contracted parties.
The following aspects are included in the scope:
• all micro-generation technologies are applicable.
The following aspects are excluded from the scope:
• multiple units that for one installation, in aggregate, exceed 16 A;
• issues of revenue rebalancing, metering or other commercial matters;
• requirements related to the primary energy source e.g. matters related to gas fired generator
units;
• island operation of generating plants, both intentional and unintentional, where no part of the
public distribution network is involved;
• active front ends of drives feeding energy back into the distribution network for short duration.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
EN 50110 (all parts), Operation of electrical installations
EN 50160, Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity networks
HD 60364 (all parts), Low-voltage electrical installations (IEC 60364 series)
EN 61000-3-2:2006, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 3-2: Limits — Limits for harmonic
current emissions (equipment input current <= 16 A per phase) (IEC 61000-3-2:2005)
EN 61000-3-3, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 3-3: Limits — Limitation of voltage
changes, voltage fluctuations and flicker in public low-voltage supply systems, for equipment with
rated current <= 16 A per phase and not subject to conditional connection (IEC 61000-3-3)
EN 61000-4-30, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-30: Testing and measurement
techniques — Power quality measurement methods (IEC 61000-4-30)
EN 61000-6-1, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 6-1: Generic standards — Immunity for
residential, commercial and light-industrial environments (IEC 61000-6-1)
EN 61000-6-3, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 6-3: Generic standards — Emission
standard for residential, commercial and light-industrial environments (IEC 61000-6-3)
HD 60364-5-551, Low-voltage electrical installations — Part 5-55: Selection and erection of electrical
equipment — Other equipment — Clause 551: Low-voltage generating sets (IEC 60364-5-
55:2001/A2:2008 (CLAUSE 551))
IEC 60255-127, Measuring relays and protection equipment — Part 127: Functional requirements for
over/under voltage protection
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
active factor
ratio of the active power to the apparent power, for a two-terminal element or a two-terminal circuit
under sinusoidal conditions
Note 1 to entry: In a three phase system this is referring to the positive sequence.
Note 2 to entry: The active factor is equal to the cosine of the displacement angle.
3.2
cogeneration
combined heat and power
CHP
combined generation of electricity and heat by an energy conversion system and the concurrent use of
the electric and thermal energy from the conversion system
Note 1 to entry: In the context of small-scale generation this concept is sometimes referred to as “micro-CHP”.
3.3
commissioning
process of putting into operation a micro-generator, apparatus, equipment, building, or facility
3.4
decommissioning
process of removing a micro-generator, apparatus, equipment, building, or facility from operation
3.5
disconnection
separation of the active parts of the micro-generator from the network with mechanical contacts
providing at least the equivalent of basic insulation
Note 1 to entry: Passive components like filters, auxiliary power supply to the micro-generator and sense lines can remain
connected.
Note 2 to entry: For the design of basic insulation all voltage sources will be considered.
3.6
displacement angle
phase difference angle under sinusoidal conditions, phase difference between the voltage applied to a
linear two-terminal element or two-terminal circuit and the electric current in the element or circuit
Note 1 to entry: In a three phase system this is referring to the positive sequence.
Note 2 to entry: The cosine of the displacement angle is the active factor.
3.7
LV distribution network
low voltage part of the electric power system used for the transfer of electricity within an area of
consumption to consumers
- 9 - EN 50438:2013
3.8
distribution system operator
DSO
natural or legal person responsible for operating, ensuring the maintenance of and, if necessary,
developing the distribution network in a given area and, when applicable, its interconnections with
other systems and for ensuring the long term ability of the system to meet reasonable demands for the
distribution of electricity
3.9
droop
ratio of the per-unit change in frequency (Δf)/f (where f is the nominal frequency) to the per-unit
n n
change in power (ΔP)/ P (where P is the actual active power at the instance when the frequency
M M
reaches the frequency threshold used to activate the droop control):
s= - (Δf/f ) / (ΔP/ P )
n M
[SOURCE: IEV 603-04-08, modified — the full definition has been altered.]
3.10
electrical installation
assembly of wiring and electrical equipment that is used within the domestic premises for the
distribution and/or use of electric energy
3.11
inform and fit
process of installing and commissioning a micro-generator with prior notification of the DSO, followed
by commencement of operation without the need of prior formal approval of the DSO
3.12
1)
installer
person who has received sufficient training to apply safe methods of work to install a micro-generator
in compliance with the requirements of this standard
3.13
interface protection
electrical protection required to ensure that the micro-generator is disconnected for any event that
could impair the integrity or degrade the safety of the distribution network
———————
1) Based on national regulations, other terms may apply.
3.14
Interface protection system timing
Figure 1 Main times defining interface protection performance
3.14.1
energising quantity
energising quantity by which the protection function is activated when it is applied under specified
conditions
Note 1 to entry: See also Figure 1.
[SOURCE: IEV 442-05-58, modified — the full definition has been altered.]
3.14.2
time delay setting
intentional delay that might be adjustable by the user
Note 1 to entry: See also Figure 1.
3.14.3
start time
duration of the time interval between the instant when the characteristic quantity of the measuring
relay in reset condition is changed, under specified conditions, and the instant when the start signal
asserts
Note 1 to entry: See also Figure 1.
[SOURCE: EN 60255-151:2009, 3.5]
- 11 - EN 50438:2013
3.14.4
operate time (from)
duration of the time interval between the instant when the characteristic quantity of a measuring relay
in reset condition is changed, under specified conditions, and the instant when the relay operates
Note 1 to entry: See also Figure 1.
Note 2 to entry: Operate time is start time plus time delay setting.
[SOURCE: IEV 447-05-05, modified — Note 2 to entry has been added.]
3.14.5
reset time
duration of the time interval between the instant when the characteristic quantity of a measuring relay
in operate condition is changed, under specified conditions, and the instant when the relay resets
Note 1 to entry: See also Figure 1.
[SOURCE: IEV 447-05-06]
3.14.6
disconnection time
sum of operate time of the protection system and the opening time (CB opening time in Figure 1) of
the interface switch
3.15
islanding
situation where a section of the electricity network, containing generation, becomes physically
disconnected from the rest of the public distribution network or user’s network and one or more
generators maintain a supply of electrical energy to the isolated section of the network
3.16
isolation
cut off for reasons of safety from all or a discrete section of the electrical installation by separating the
electrical installation or section from every source of electrical energy
3.17
Loss of Mains (LoM) detection
function that will detect the micro-generator operating in an islanding situation
3.18
low voltage
LV
voltage whose nominal r.m.s. value is U ≤ 1 kV
n
3.19
micro-generator
source of electrical energy and all associated interface equipment able to be connected to a regular
electric circuit in a low voltage electrical installation and designed to operate in parallel with a public
low voltage distribution network with nominal currents up to and including 16 A per phase
[SOURCE: IEV 617-04-10, modified — the content of an original Note after the definition has been
included at the end of the present definition.]
3.20
micro-generating plant
electrical installation with one or more micro-generators with nominal currents in sum not exceeding
16 A per phase
3.21
nominal voltage
U
n
voltage by which a supply network is designated or identified and to which certain operating
characteristics are referred
3.22
notification
process of informing the DSO of the commissioning of a micro-generation system, or its
decommissioning
3.23
operate value
value of the input energising quantity (or characteristic quantity) at which a measuring relay operates
Note 1 to entry: See also Figure 1.
[SOURCE: IEV 447-02-10, modified — Note 1 to entry with the cross-reference to Figure 1 has been
added.]
3.24
point of connection
POC
interface at which the generating plant is connected to a public distribution network
3.25
quality factor
Q
f
measure of the strength of resonance of the islanding test load
Note 1 to entry: In a parallel resonant circuit, such as a load on a power system:
where
Q is quality factor;
f
R is effective load resistance;
C is reactive load capacitance (including shunt capacitors);
L is reactive load inductance.
With C and L tuned to the power system fundamental frequency, Q for the resonant circuit drawing active power, P, reactive
f
powers Q , for inductive load and Q for capacitive load, Q can be determined by:
L C f
where
P is active power, in W;
Q is inductive load, in VAr ;
L L
Q is capacitive load, in VAr
C C.
3.26
power factor
under periodic conditions, ratio of the absolute value of the active power P to the apparent power S:
Note 1 to entry: Under sinusoidal conditions, the power factor is the absolute value of the active factor.
[SOURCE: IEV 131-11-46]
3.27
simple separation
separation between electric circuits or between an electric circuit and local earth by means of basic
insulation
[SOURCE: IEV 826-12-28]
- 13 - EN 50438:2013
3.28
stationary fuel cell power system
generator system that uses a fuel cell module to generate electrical power and heat that is connected
and fixed in place
[SOURCE: IEC/TS 62282-1:2010, 3.49 and 3.49.3, modified — the two original definitions have been
combined.]
3.29
switch-disconnector
switch which, in the open position, satisfies the isolating requirements specified for a disconnector
[SOURCE: IEV 441-14-12]
3.30
user
person with responsibility for the premises in which the micro-generator is installed, normally referred
to in other documentation as the customer / consumer / network user
4 Technical requirements
4.1 Electrical installation
4.1.1 General
Low voltage electrical installations shall comply with national and local regulation.
In case of any hardware malfunctioning, disconnection is required.
NOTE Only such hardware malfunctioning is taken into account that is relevant for the compliance of the micro-generating
plant with this standard.
4.1.2 Over-current protection
The micro-generating plant shall be protected against over-current according to the HD 60364 series.
When selecting the over-current protection within the domestic installation it is necessary to ensure
correct selectivity with the DSO’s protection devices.
4.1.3 Earthing
Earthing shall be according to HD 60364-5-551 and the relevant national standards.
When a micro-generator is operating in parallel with the distribution network, there shall be no direct
connection between the generator winding (or pole of the primary energy source in the case of a DC
sourced micro-generator) and the DSO’s earth terminal. For installations where the customer provides
his own earth terminal, e.g. when connected to a TT system, it is also advisable to avoid connecting
the generator winding to this earth terminal.
NOTE The reason for this precaution is to avoid damage to the generator during faults on the distribution network and to
ensure correct operation of protective devices.
For a micro-generator which is designed to operate in parallel with a distribution network but which is
connected via an inverter (e.g. a PV array or a stationary fuel cell power system) it is permissible to
connect one pole of the DC side of the inverter to the distribution network if there is insulation between
the AC and the DC sides of the inverter. In such cases, the installer/manufacturer shall take all
reasonable precautions to ensure that the micro-generator will not impair the integrity of the
distribution network and will not suffer unacceptable damage for all credible operating conditions,
including faults on the distribution network.
4.2 Normal operating range
4.2.1 General
Generating plants have to be able to operate in the operating range specified below regardless the
topology and the settings of the interface protection.
4.2.2 Continuous voltage operation range
The generating plant shall be capable not to disconnect due to voltage when the voltage at the point of
connection stays within the range of 0,85 U to 1,1 U .
n n
The generating plant owner shall take into account the voltage rise and voltage drop within the
installation when considering the wider operating range for the generator unit itself.
NOTE For future trends, it is assumed that disconnection due to short time disturbances, voltage dips up to several hundreds
of ms, is not allowed unless the protection settings demand a disconnection.
4.2.3 Continuous frequency operation range
The generating plant shall be capable to operate continuously when the frequency at the point of
connection stays within the range of 49 Hz to 51 Hz.
Linear generators, coupled directly and synchronously to the grid, and powered by free piston stirling
engines are permitted to disconnect below 49,5 Hz and above 50,5 Hz.
NOTE The exception for linear generators is under discussion in the framework of the development of European network
codes and may be removed by the next revision of this standard.
4.2.4 Response to under-frequencies
A generating plant shall be resilient to reductions of frequency at the point of connection while
reducing the maximum power as little as possible.
Table 1 Minimum time periods for operation in under-frequency situation
Frequency range Time period for operation
47,5 Hz – 49 Hz 30 min
Table 1 shows the minimum time periods a generating plant has to be able to operate without
disconnecting from the network.
NOTE Respecting the legal framework, it is possible that a more stringent requirement regarding minimum time periods for
operation in under-frequency situation are required by the DSO in coordination with the TSO.
The admissible active power reduction due to under-frequency below 49,5 Hz is limited by a reduction
rate of 10 % of the momentary power P per 1 Hz frequency drop as given by the full line in Figure 2.
M
Respecting the legal framework, it is possible that a more stringent power reduction characteristic is
required by the DSO in coordination with the TSO. Nevertheless this requirement shall be limited to an
admissible active power reduction due to under-frequency below 49,0 Hz with a reduction rate of 2 %
of the momentary power P per 1 Hz frequency drop as indicated by the dotted line in Figure 2.
M
Acceptance of this reduction is limited to a selection of affected generation technologies and may be
subject to further conditions decided by the relevant TSO.
- 15 - EN 50438:2013
Figure 2 Maximum allowable power reduction in case of under-frequency
4.2.5 Power response to over-frequency
A generating plant shall be resilient to over-frequency at the point of connection.
Table 2 Minimum time periods for operation in over-frequency situation
Frequency range Time period for operation
51 Hz – 51,5 Hz 30 min
Table 2 shows the minimum time periods a generating plant has to be able to operate without
disconnecting from the network.
NOTE 1 Respecting the legal framework, it is possible that a more stringent requirement regarding minimum time periods for
operation in over-frequency situation are required by the DSO in coordination with the TSO.
Unless otherwise required by the DSO, the micro-generating plant shall be capable of activating active
power frequency response at a programmable frequency threshold f at least between and including
50,2 Hz and 52 Hz with a programmable droop in a range of at least 2 % – 12 %. The droop is relative
to P , the actual AC output power at the instance when the frequency reaches the threshold f . The
M 1
resolution of the frequency measurement shall be +/- 10 mHz or less. After the programmable
intentional delay, the active power frequency response shall be delivered with an accuracy of ± 10 %
P and with a settling time less than 2 s.
n
NOTE 2 Respecting the legal framework, it is possible that, alternative to P , the maximum power is required as a reference by
M
the DSO in coordination with the TSO.
NOTE 3 The active power droop might also be defined as an active power gradient relative to the actual power P . A droop in
M
the range of 2 % - 12 % represents a gradient of 100 % P /Hz – 16,7 % P /Hz.
M M
The generator shall be capable of activating active power frequency response as fast as technically
feasible with an initial delay that shall be as short as possible with a maximum of 2 s. If the initial delay
is below 2 s an intentional delay shall be programmable to adjust the total response time to a value
between the initial response time and 2 s.
After activation, the frequency droop function shall use the actual frequency at any time.
If the initial delay is greater than 2 s it shall be reasonably justified by the manufacturer to the DSO.
The settings for the threshold frequency f1, the droop and the intentional delay are provided by the
DSO and shall be field adjustable. If no settings are provided, the default settings in Table 3 shall be
applied.
For field adjustable settings means shall be provided to protect the settings from unpermitted
interference (e.g. password or seal) if required by the DSO.
When applying active power response to over-frequency, the frequency threshold f1 should be set to a
value from 50,2 Hz up to 50,5 Hz.
NOTE 4 Setting the frequency threshold f1 to 52 Hz is considered as deactivating this function.
Table 3 Standard settings for power response to over-frequency
Parameter Value
Threshold frequency 50,2 Hz
Droop 5 %
Intentional delay 0 s
It shall be taken into account that, in case of islanding, a power reduction would correct any excess of
generation leading to a generation-consumption balance. In these circumstances, an islanding
situation with stable frequency would take place, in which the correct behaviour of any LoM detection
based on frequency as those me
...
SLOVENSKI STANDARD
01-januar-2014
1DGRPHãþD
SIST EN 50438:2008
Zahteve za vzporedno vezavo mikro generatorjev z javnim nizkonapetostnim
razdelilnim omrežjem
Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage
distribution networks
Anforderungen für den Anschluss von Klein-Generatoren an das öffentliche
Niederspannungsnetz
Prescriptions pour le raccordement de micro-générateurs en parallèle avec les réseaux
publics de distribution à basse tension
Ta slovenski standard je istoveten z: EN 50438:2013
ICS:
29.160.20 Generatorji Generators
29.240.01 2PUHåMD]DSUHQRVLQ Power transmission and
GLVWULEXFLMRHOHNWULþQHHQHUJLMH distribution networks in
QDVSORãQR general
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
EUROPÄISCHE NORM
EN 50438
EUROPEAN STANDARD
Dezember 2013
NORME EUROPÉENNE
ICS 29.160.20 Ersatz für EN 50438:2007
Deutsche Fassung
Anforderungen für den Anschluss von Klein-Generatoren an das
öffentliche Niederspannungsnetz
Requirements for micro-generating plants Exigences pour les installations de micro-
to be connected in parallel with public low- génération destinées à être raccordées en
voltage distribution networks parallèle avec les réseaux publics de
distribution à basse tension
Diese Europäische Norm wurde von CENELEC am 2013-11-04 angenommen. CENELEC-Mitglieder sind
gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen
dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist.
Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind
beim CEN-CENELEC Management Centre oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhältlich.
Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in
einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine
Landessprache gemacht und dem CEN-CENELEC Management Centre mitgeteilt worden ist, hat den gleichen
Status wie die offiziellen Fassungen.
CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dänemark,
Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich,
Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden,
Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien,
der Tschechischen Republik, der Türkei, Ungarn, dem Vereinigten Königreich und Zypern.
CENELEC
Europäisches Komitee für Elektrotechnische Normung
European Committee for Electrotechnical Standardization
Comité Européen de Normalisation Electrotechnique
CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B - 1000 Brüssel
© 2013 CENELEC - Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von
CENELEC vorbehalten.
Ref. Nr. EN 50438:2013 D
Inhalt
Vorwort .4
1 Anwendungsbereich .5
2 Normative Verweisungen.5
3 Begriffe .6
4 Technische Anforderungen . 11
4.1 Elektrische Anlage . 11
4.1.1 Allgemeines . 11
4.1.2 Überstromschutz . 11
4.1.3 Erdung . 11
4.2 Normaler Betriebsbereich. 12
4.2.1 Allgemeines . 12
4.2.2 Bereich der Dauer-Betriebsspannung . 12
4.2.3 Bereich der Dauer-Betriebsfrequenz . 12
4.2.4 Verhalten bei Unterfrequenz . 12
4.2.5 Verhalten bei Überfrequenz . 13
4.3 Blindleistung . 15
4.3.1 Umrichter-basierte Kleinerzeuger. 15
4.3.2 Direkt gekoppelte Kleinerzeuger ohne Umrichter. 16
4.4 Blindleistungsregelung . 16
4.4.1 Allgemeines . 16
4.4.2 Festwertregelung cos φ fest . 16
4.4.3 Spannungsbezogene Regelfunktion Q(U) . 16
4.4.4 Leistungsbezogene Regelfunktion cos φ (P) . 17
4.5 Spannungsregelung durch Wirkleistung . 17
4.6 Schnittstellenschutz . 17
4.6.1 Allgemeines . 17
4.6.2 Einstellwerte des Schnittstellenschutzes . 19
4.6.3 Anforderungen hinsichtlich der Einfehler-Toleranz des Schnittstellenschutzsystems . 19
4.7 Einschalten und Beginn der Stromerzeugung . 20
4.7.1 Allgemeines . 20
4.7.2 Automatische Wiedereinschaltung nach einer Auslösung des
Schnittstellenschutzes . 20
4.7.3 Beginn der Stromerzeugung . 21
4.7.4 Synchronisation . 21
4.8 Versorgungsqualität . 21
4.8.1 Allgemeines . 21
4.8.2 Gleichstromeinspeisung . 22
5 Betrieb und Sicherheit des Kleinerzeugers . 22
5.1 Allgemeines . 22
3 EN 50438:2013
5.2 Sicherheit . 22
5.3 Typschild . 22
5.4 Kennzeichnung . 23
5.5 Instandhaltung und wiederkehrende Prüfung . 24
6 Inbetriebnahme. 24
Anhang A (informativ) Nationale Einstellwerte und Anforderungen . 25
Anhang B (informativ) Netzausfallschutz und Gesamtsystemstabilität . 38
Anhang C (informativ) Beispiel für Meldeformulare . 39
Anhang D (informativ) Konformitäts-Typprüfung . 43
Anhang E (informativ) Beispiel für ein Prüfbericht . 55
Anhang F (normativ) Inbetriebnahme . 61
Anhang G (normativ) Länder mit Erweiterung des Anwendungsbereichs auf Werte > 16 A . 62
Anhang H (informativ) Abkürzungen . 63
Anhang I (informativ) A-Abweichungen . 64
Literaturhinweise . 65
Vorwort
Dieses Dokument (EN 50438:2013) wurde vom CLC/TC 8X „System aspects for electrical energy supply“
erarbeitet.
Der Text des Entwurfs wurde der formellen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 20xx-xx-xx als
EN 50438 angenommen.
Nachstehende Daten wurden festgelegt:
– spätestes Datum, zu dem die EN auf nationaler
Ebene durch Veröffentlichung einer identischen
nationalen Norm oder durch Anerkennung
übernommen werden muss (dop): 2014-11-04
– spätestes Datum, zu dem nationale Normen, die
der EN entgegenstehen, zurückgezogen werden
müssen (dow): 2016-11-04
Dieses Dokument ersetzt EN 50438:2007.
– Einführung der Leistungsreduzierung im Falle einer Überfrequenz;
– Einführung der Blindleistungsfähigkeit;
– Aktualisierung der nationalen Schutz-Parameter-Einstellungen in Anhang A;
– Modifikation der Prüfung zur Überprüfung des Schnittstellenschutzes (Spannung und Frequenz);
– Modifikation der Prüfung für die Inselerkennung;
– Ergänzung einer Prüfung zur direkten Stromeinspeisung.
Es wird auf die Möglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berühren
können. CEN und CENELEC sind nicht dafür verantwortlich, einige oder alle diesbezüglichen Patentrechte zu
identifizieren.
Dieses Dokument wurde unter dem Mandat erstellt, das die Europäische Kommission und die Europäische
Freihandelszone von CENELEC erhalten hat.
Diese Europäische Norm bezieht sich sowohl auf die künftigen europäischen Netzwerk-Codes als auch auf
die aktuellen technischen Anforderungen des Marktes. Ihr Zweck ist es, eine detaillierte Funktionsbeschrei-
bung in Produkten und Verfahren umzusetzen, um die Übereinstimmung der Produkte zu überprüfen.
Diese Europäische Norm soll auch als technische Referenz für die Festlegung der nationalen Anforderungen
dienen, wo Anforderungen für Europäische Netzwerk-Codes eine flexible Umsetzung ermöglichen, z. B.
Einstellungen für das Verhalten bei Überfrequenz.
CLC/TC8X plant, die Norm in regelmäßigen Abständen überprüfen, um die Kompatibilität mit der Entwicklung
der rechtlichen Rahmenbedingungen sicherzustellen.
–––––––––––
5 EN 50438:2013
1 Anwendungsbereich
Diese Europäische Norm legt die technischen Anforderungen an die Schutzfunktionen und die
Betriebseigenschaften von Kleinerzeugungsanlagen fest, die für den Parallelbetrieb mit öffentlichen
Niederspannungs-Verteilungsnetzen vorgesehen sind.
Diese Europäische Norm gilt für Kleinerzeugungsanlagen, unabhängig von der verwendeten Primärenergie-
quelle, wobei Kleinerzeugungsgeräte mit Nennströmen bis maximal 16 A je Phase und Spannungen ein- oder
mehrphasig 230 V/400 V oder mehrphasig 230 V (Phase-Phase-Nennspannung) umfasst.
Aus praktischen Gründen verweist diese Europäische Norm auf den Verteilungsnetzbetreiber für den Fall
dass Einstellwerte definiert und/oder vorgegeben werden müssen, selbst wenn diese Einstellwerte entspre-
chend der nationalen oder europäischen Gesetzgebung von einer anderen Organisation definiert und/oder
vorgegeben werden sollten.
ANMERKUNG 1 Dies schließt europäische Netzwerk-Codes und deren nationale Umsetzung als auch weitere
nationale Rechts- und Verwaltungsvorschriften ein.
ANMERKUNG 2 Weitere nationale Anforderungen, insbesondere bezüglich des Netzanschlusses und des Betriebs der
Kleinerzeugungsanlage, können zur Anwendung kommen, sofern sie nicht im Widerspruch zu dieser EN stehen.
In einigen Ländern kann der Anwendungsbereich dieser Norm auf Erzeuger mit höheren Nennströmen aus-
gedehnt werden, die überwiegend in häuslichen und kleinen gewerblichen Anlagen zum Einsatz kommen.
Diese Länder sind in Anhang G aufgelistet.
Die Anforderungen dieser Europäischen Norm sind nicht dazu bestimmt, für sich allein die
Personensicherheit von Personal des VNB oder von mit diesem vertraglich verbundenen Dritten
sicherzustellen.
Folgende Aspekte werden durch den Anwendungsbereich abgedeckt:
• alle Technologien für Kleinerzeuger.
Folgende Anwendungen werden aus dem Anwendungsbereich ausgeschlossen:
• mehrere Einheiten, die zusammen für eine Anlage 16 A übersteigen;
• Verteilung der Einkünfte, Zählung oder andere wirtschaftliche Fragen;
• Anforderungen im Zusammenhang mit der Primärenergiequelle, z. B. Fragen hinsichtlich gasbetriebener
Erzeugungsanlagen;
• Inselnetzbetrieb von Erzeugungsanlagen, sowohl beabsichtigt als auch unbeabsichtigt, bei welchem kein
Teil des öffentlichen Verteilungsnetzes betroffen ist;
• aktive Anschlüsse von Antrieben, die für eine kurze Dauer Energie in das Verteilungsnetz zurückspeisen
können.
2 Normative Verweisungen
Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind für die
Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene
Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments
(einschließlich aller Änderungen).
EN 50110 (alle Teile), Betrieb von elektrischen Anlagen
EN 50160, Merkmale der Spannung in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen
HD 60364 (alle Teile), Errichten von Niederspannungsanlagen (Reihe IEC 60364)
EN 61000-3-2:2006, Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 3-2: Grenzwerte – Grenzwerte für
Oberschwingungsströme (Geräte-Eingangsstrom ≤ 16 A je Leiter) (IEC 61000-3-2:2005)
EN 61000-3-3, Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 3-3: Grenzwerte – Begrenzung von Span-
nungsänderungen, Spannungsschwankungen und Flicker in öffentlichen Niederspannungs-Versorgungs-
netzen für Geräte mit einem Bemessungsstrom ≤ 16 A je Leiter, die keiner Sonderanschlussbedingung unter-
liegen (IEC 61000-3-3)
EN 61000-4-30, Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 4-30: Prüfen und Messtechnik – Methoden
zur Spannungsqualitätsmessung (IEC 61000-4-30)
EN 61000-6-1, Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 6-1: Fachgrundnormen – Störfestigkeit für
Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereiche sowie Kleinbetriebe (IEC 61000-6-1)
EN 61000-6-3, Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 6-3: Fachgrundnormen – Störaussendung für
Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereiche sowie Kleinbetriebe /IEC 61000-6-3)
IEC 60255-127, Measuring relays and protection equipment – Part 127: Functional requirements for over/
under voltage protection
HD 60364-5-551, Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 5-55: Auswahl und Errichten von elektri-
schen Betriebsmitteln – Andere Betriebsmittel – Abschnitt 551: Niederspannungs-Erzeugungsanlagen (IEC
60364-5-55:/A2:2008 (Abschnitt 551))
3 Begriffe
Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe.
3.1
Wirkfaktor
Verhältnis von Wirkleistung zu Scheinleistung bei einem zweipoligen Element oder einem zweipoligen Strom-
kreis unter sinusförmigen Bedingungen
Anmerkung 1 zum Begriff: In einem Drehstromsystem bezieht sich dies auf das Mitsystem.
Anmerkung 2 zum Begriff: Der Wirkfaktor entspricht dem Kosinus des Phasenverschiebungswinkels.
3.2
Kraft-Wärme-Kopplung
KWK-Anlagen
KWK
kombinierte Erzeugung von Strom und Wärme in einem Energieumwandlungssystem bei gleichzeitiger
Nutzung der elektrischen und thermischen Energie aus dem Energieumwandlungssystem
Anmerkung 1 zum Begriff: Bei Kleinerzeugern wird dieses Konzept gelegentlich auch als Mikro-KWK-Anlage
bezeichnet.
3.3
Inbetriebnahme
Prozess der Inbetriebsetzens eines Kleinerzeugers, eines Gerätes, einer Ausrüstung, eines Gebäudes oder
einer Anlage
3.4
Außerbetriebnahme
Prozess des Entfernens eines Kleinerzeugers, eines Gerätes, einer Ausrüstung, eines Gebäudes oder einer
Anlage
7 EN 50438:2013
3.5
Ausschalten
Abtrennung vom Netz der aktiven Teile einer Kleinerzeugers mit mechanischen Kontakten, so dass
zumindest ein Äquivalent zur Basisisolierung erreicht wird
Anmerkung 1 zum Begriff: Passive Komponenten wie Filter, Hilfsstromversorgung für den Kleinerzeuger und
Messleitungen können verbunden bleiben.
Anmerkung 2 zum Begriff: Für die Auslegung der Basisisolierung werden alle Spannungsquellen berücksichtigt.
3.6
Phasenverschiebungswinkel
Phasenunterschied unter sinusförmigen Bedingungen zwischen der Spannung, die bei einem linearen
zweipoligen Element oder einem zweipoligen Stromkreis angelegt wird, und dem Strom in dem Element oder
Stromkreis
Anmerkung 1 zum Begriff: In einem Dreiphasensystem bezieht sich dies auf das Mitsystem.
Anmerkung 2 zum Begriff: Der Kosinus des Phasenverschiebungswinkels ist der Wirkfaktor.
3.7
NS-Verteilungsnetz
Niederspannungsteil eines elektrischen Netzes, der dazu dient, den Strom innerhalb eines Verbrauchsge-
biets an die Kunden zu verteilen
3.8
Verteilungsnetzbetreiber
VNB
natürliche oder juristische Person, verantwortlich für den Betrieb, die Sicherstellung der Wartung und falls
erforderlich die Erweiterung eines Verteilungsnetzes in einem bestimmten Gebiet und, falls zutreffend,
verantwortlich für die Verbindungen zu anderen Netzen und die langfristige Sicherstellung der Verteilung
elektrischer Energie im Rahmen einer angemessenen Bedarfsentwicklung
3.9
Statik
Verhältnis der bezogenen Frequenzänderung (Δf) / f (wobei f die Nennfrequenz ist) zu der bezogenen
n n
Leistungsänderung (ΔP) / P (wobei P die Wirkleistung zu dem Zeitpunkt ist, zu dem die Frequenz den
M M
Grenzwert erreicht, der für die Aktivierung der Statikregelung verwendet wird):
s = –(Δf / f ) / (ΔP / P )
n M
[Quelle: IEV 603-04-08, modifiziert – die vollständige Definition wurde geändert.]
3.10
elektrische Anlage
Gesamtheit der Verdrahtung und elektrischen Betriebsmittel, die innerhalb eines Wohnanwesens für die Ver-
teilung und/oder die Nutzung elektrischer Energie verwendet wird
3.11
Mitteilen und Anschließen
(en: inform and fit)
Prozess des Einbaus und der Inbetriebnahme eines Kleinerzeugers mit vorhergehender Information des
VNB, gefolgt von einer Aufnahme des Betriebs ohne vorhergehende formelle Genehmigung durch den VNB
3.12
1)
Errichter
ausgebildete Person mit ausreichend Ausbildung, um mit sicheren Arbeitsmethoden einen Kleinerzeuger
nach dieser Norm errichten zu können
1)
Entsprechend nationaler Rechts- und Verwaltungsvorschriften können andere Begriffe zur Anwendung kommen.
3.13
Schnittstellenschutz
elektrische Schutzfunktion, die erforderlich ist, um sicherzustellen, dass der Kleinerzeuger bei allen Vor-
gängen, bei denen das Verteilungsnetz in seiner Funktion oder seiner Sicherheit beeinträchtigt werden
könnte, vom Netz abgeschaltet wird
3.14
Zeitablauf des Schnittstellenschutzsystems
Bild 1 – Wichtige Zeiten, die das Verhalten des Schnittstellenschutzes beschreiben
3.14.1
Erregungsgröße
Erregungsgröße, durch die die Schutzfunktion aktiviert wird, wenn festgelegte Bedingungen auftreten
Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe auch Bild 1.
[Quelle: IEV 442-05-58, modifiziert – die vollständige Definition wurde geändert.]
3.14.2
eingestellte Zeitverzögerung
beabsichtigte Zeitverzögerung, die vom Nutzer eingestellt werden kann
Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe auch Bild 1.
3.14.3
Ansprechzeit
Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt, an dem die charakteristische Größe des Messrelais in Ruhestellung
unter festgelegten Bedingungen verändert wird, und dem Zeitpunkt, an dem das Anregesignal gesetzt wird
9 EN 50438:2013
Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe auch Bild 1.
[Quelle: EN 60255-151:2009, 3.5]
3.14.4
Auslösezeit
Dauer des Zeitintervalls zwischen dem Zeitpunkt, an dem die charakteristische Größe eines Messrelais in
Ruhestellung unter festgelegten Bedingungen geändert wird, und dem Zeitpunkt, an dem das Relais an-
spricht
Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe auch Bild 1.
Anmerkung 2 zum Begriff: Die Auslösezeit ist die Summe aus Ansprechzeit und eingestellter Zeitverzögerung.
[Quelle: IEV 447-05-05, modifiziert – Anmerkung 2 zum Begriff wurde hinzugefügt.]
3.14.5
Rücksetzzeit
Dauer des Zeitintervalls zwischen dem Zeitpunkt, an dem die charakteristische Größe eines Messrelais in
Arbeitsstellung unter festgelegten Bedingungen geändert wird, und dem Zeitpunkt, an dem das Relais zu-
rücksetzt
Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe auch Bild 1.
[Quelle: IEV 447-05-06]
3.14.6
Fehlerklärungszeit
Summe aus Auslösezeit des Schutzsystems und der Ausschaltzeit (Ausschaltzeit des Leistungsschalters
nach Bild 1) des Schnittstellenschalters
3.15
Inselnetzbildung
Situation, in der ein Teil des Netzes, das Erzeugung enthält, vom öffentlichen Verteilungsnetz oder vom Netz
des Kunden physikalisch getrennt wird und eine oder mehrere Erzeugungseinheit(en) die Versorgung des
abgeschalteten Netzes aufrechterhalten
3.16
trennen
sicherheitsbedingte Abtrennung der gesamten elektrischen Anlage oder von Teilen davon, von jeglicher
elektrischen Energiequelle
3.17
Inselnetzerkennung
(en: Loss of Mains) LoM
Funktion die erkennt, wenn sich der Kleinerzeuger im Inselnetzzustand befindet
3.18
Niederspannung
NS
Spannung, bei welcher der Effektivwert der Nennspannung U ≤ 1 kV ist
n
3.19
Kleinerzeuger
Quelle elektrischer Energie mit allen zugehörigen Schnittstellen und mit Nennströmen bis maximal 16 A je
Phase, die mit einen regulären Stromkreis in einer Niederspanungsanlage verbunden werden kann und so
ausgelegt ist, dass sie parallel zu einem öffentlichen Niederspannungsnetz betrieben werden kann
[Quelle: IEV 442617-04-10, modifiziert – Der Inhalt einer Anmerkung zum Begriff wird am Ende der
vorliegenden Definition aufgenommen.]
3.20
Kleinerzeugungsanlage
elektrische Anlage mit einem oder mehreren Kleinerzeugern, mit Nennströmen, die in Summe 16 A je Phase
nicht überschreiten
3.21
Nennspannung
U
n
Spannungswert, mit dem ein Versorgungsnetz gekennzeichnet oder identifiziert wird und auf den gewisse
Betriebseigenschaften bezogen werden
3.22
Mitteilung
Vorgang der Benachrichtigung des VNB über die Inbetriebnahme oder Außerbetriebnahme einer Kleiner-
zeugers
3.23
Arbeitswert
Wert der Eingangserregungsgröße (oder der charakteristischen Größe), bei dem ein Messrelais arbeitet
Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe auch Bild 1.
[Quelle: IEV 447-02-10, modifiziert – Anmerkung 1 zum Begriff mit dem Querverweis zu Bild 1 wurde
hinzugefügt.]
3.24
Netzanschlusspunkt
POC
Stelle, an der die Erzeugungsanlage an ein öffentliche Verteilungsnetz angeschlossen ist
3.25
Gütefaktor
Q
f
Maß für die Resonanzstärke der Last für die Inselnetz-Prüfung
Anmerkung 1 zum Begriff: In einem Parallelschwingkreis, wie die Last in einem Stromversorgungssystem, gilt:
C
QR=
f
L
Dabei Q ist der Gütefaktor;
f
R ist der Wirkwiderstand der Last;
C ist die Kapazität der Last (einschließlich Shunt-Kondensatoren);
L ist die Induktivität der Last.
Wenn L und C auf die Grundfrequenz des Netzes abgestimmt sind, der Resonanzkreis die Wirkleistung P, die
Blindleistungen Q für die induktive Last und Q für die kapazitive Last aufnimmt, kann Q bestimmt werden:
L c f
Q = Q Q
fCL
P
Dabei P ist die Wirkleistung in W;
Q ist die induktive Last in VAr ;
L L
Q ist die kapazitive Last in VAr .
C C
3.26
Leistungsfaktor
bei periodischen Bedingungen Verhältnis des Betrags der Wirkleistung P zur Scheinleistung S
11 EN 50438:2013
P
λ =
S
Anmerkung 1 zum Begriff: Unter sinusförmigen Bedingungen ist der Leistungsfaktor der Betrag des Wirkfaktors.
[Quelle: IEV 131-11-46]
3.27
einfache elektrische Trennung
Trennung zwischen elektrischen Stromkreisen oder zwischen einem elektrischen Stromkreis und örtlicher
Erde durch Basisisolierung
[Quelle: IEV 826-12-28]
3.28
stationäres Brennstoffzellen-Energiesystem
Energiewandlungsssystem, das ein Brennstoffzellenmodul verwendet, um elektrische Arbeit und Wärme zu
erzeugen und das fest an einem Ort fixiert ist
[Quelle: IEC/TS 62282-1:2010, 3.49 und 3.49.3, modifiziert – die beiden ursprünglichen Definitionen wurden
zusammengefasst.]
3.29
Lasttrennschalter
Lastschalter, der in der offenen Stellung die für einen Trennschalter festgelegten Anforderungen erfüllt
[Quelle: IEV 441-14-12]
3.30
Anwender
Person, die für die Gebäude, in denen der Kleinerzeuger errichtet ist, verantwortlich ist; an anderer Stelle
auch als Kunde, Verbraucher oder Netznutzer bezeichnet
4 Technische Anforderungen
4.1 Elektrische Anlage
4.1.1 Allgemeines
Elektrische Niederspannungsanlagen müssen nationalen und örtlichen Rechts- und Verwaltungsvorschriften
entsprechen.
Bei jeglicher Fehlfunktion der Geräte ist eine Netzabschaltung erforderlich.
ANMERKUNG Nur solche Hardware-Fehlfunktion sind zu berücksichtigen, die für die Einhaltung der
Kleinerzeugeranlagen mit dieser Norm relevant sind.
4.1.2 Überstromschutz
Die Kleinerzeugungsanlage muss nach der Reihe HD 60364 gegen Überströme geschützt sein. Bei der Aus-
wahl des Überstromschutzes innerhalb einer Hausinstallation ist es notwendig, dass die korrekte Selektivität
mit den Schutzeinrichtungen des VNB sichergestellt ist.
4.1.3 Erdung
Die Erdung muss nach HD 60364-5-551 und den relevanten nationalen Normen erfolgen.
Wenn ein Kleinerzeuger parallel mit dem Verteilungsnetz arbeitet, darf keine direkte Verbindung zwischen
der Generatorwicklung (oder Pol der Primärenergiequelle im Falle eines gleichstromgespeisten Kleinerzeu-
gers) und dem Erdungsanschlusspunkt des VNB existieren. Bei Anlagen, bei denen der Kunde seinen Er-
dungsanschlusspunkt selbst bereitstellt, z. B. bei Anschluss an ein TT-System, ist es ebenfalls ratsam, eine
Verbindung zwischen der Generatorwicklung und diesem Erdungsanschlusspunkt zu vermeiden.
ANMERKUNG Durch diese Vorsichtsmaßnahme sollen Schäden am Generator bei einem Fehler im Verteilungsnetz
verhindert und eine korrekte Funktion der Schutzeinrichtungen sichergestellt werden.
Bei einem Kleinerzeuger, der für den Parallelbetrieb mit einem Verteilungsnetz ausgelegt ist und der über
einen Wechselrichter angeschlossen wird (z. B. eine PV-Anlage oder ein stationäres Brennstoffzellen-
system), ist es zulässig, einen Pol der Gleichstromseite des Wechselrichters mit dem Verteilungsnetz zu
verbinden, sofern die Wechselstromseite gegenüber der Gleichstromseite des Wechselrichters isoliert ist. In
diesen Fällen muss der Errichter/Hersteller alle angemessenen Vorsichtsmaßnahmen treffen, um sicherzu-
stellen, dass der Kleinerzeuger nicht die Funktionsfähigkeit des Verteilungsnetzes beeinträchtigt und unter
allen denkbaren Betriebsbedingungen, einschließlich Fehlern im Verteilungsnetz, keinen nicht hinnehmbaren
Schaden auslöst.
4.2 Normaler Betriebsbereich
4.2.1 Allgemeines
Erzeugungsanlagen müssen unabhängig von der Topologie und der Einstellung des Schnittstellenschutzes in
dem nachstehend spezifizierten Betriebsbereich betrieben werden können.
4.2.2 Bereich der Dauer-Betriebsspannung
Die Erzeugungsanlage darf bei einer Spannung am Netzanschlusspunkt, die innerhalb des Bereichs von
0,85 U bis 1,1 U liegt, nicht ausschalten.
n n
Der Eigentümer der Erzeugungsanlage muss den Spannungsfall oder Spannungsanstieg innerhalb der elek-
trischen Anlage berücksichtigen, wenn der erweiterte Betriebsbereich der Erzeugungseinheit selbst
betrachtet wird.
ANMERKUNG Zukünftig wird erwartet, dass bei kurzzeitigen Störungen, z. B. bei Spannungseinbrüchen bis zu einigen
Hundert Millisekunden, das Ausschalten nicht zulässig ist, sofern nicht die Schutzeinstellungen ein Ausschalten
erfordern.
4.2.3 Bereich der Dauer-Betriebsfrequenz
Die Erzeugungsanlage muss kontinuierlich arbeiten, sofern die Frequenz am Netzanschlusspunkt im Bereich
zwischen 49 Hz und 51 Hz bleibt.
Lineargeneratoren, die direkt und synchron mit dem Netz gekoppelt sind und die von einer Stirling-Maschine
mit frei schwingendem Kolben angetrieben werden, dürfen bei Frequenzen unter 49,5 Hz und über 50,5 Hz
ausschalten.
ANMERKUNG Die Ausnahme für Lineargeneratoren wird derzeit im Rahmen der Erstellung des Europäischen Netz-
werk-Codes diskutiert und könnte bei der nächsten Überarbeitung dieser Norm entfallen.
4.2.4 Verhalten bei Unterfrequenz
Eine Erzeugungsanlage muss Frequenzabsenkungen am Netzanschlusspunkt vertragen, wobei sich die
maximale Leistung so wenig wie möglich verringern soll.
Tabelle 1 – Minimale Zeitspannen für einen Betrieb bei Unterfrequenz
Frequenzbereich Betriebsdauer
47,5 Hz bis 49 Hz 30 min
13 EN 50438:2013
Tabelle 1 zeigt die minimalen Zeitspannen an, während denen eine Erzeugungsanlage in der Lage sein
muss, ohne Ausschalten am Netz betrieben zu werden.
ANMERKUNG Unter Beachtung der rechtlichen Rahmenbedingungen ist es möglich, dass vom VNB in Abstimmung
mit dem ÜNB schärfere Anforderungen hinsichtlich der minimalen Zeitdauer für einen Betrieb bei Unterfrequenz verlangt
werden.
Die zulässige Wirkleistungsreduzierung infolge Unterfrequenz unterhalb von 49,5 Hz ist auf 10 % je 1 Hz
Frequenzabfall bezogen auf die momentane Leistung P begrenzt, wie in Bild 2 durch die durchgezogene
M
Linie dargestellt.
Unter Beachtung der rechtlichen Rahmenbedingungen ist es möglich, dass vom VNB in Abstimmung mit dem
ÜNB eine schärfere Anforderung hinsichtlich der Charakteristik der Leistungsabsenkung verlangt wird. Diese
Anforderung muss jedoch auf eine zulässige Wirkleistungsreduzierung infolge Unterfrequenz unterhalb von
49,0 Hz auf 2 % je 1 Hz Frequenzabfall bezogen auf die momentane Leistung P begrenzt bleiben, wie in
M
Bild 2 durch die gestrichelte Linie dargestellt.
Die Akzeptanz dieser Forderung ist auf ausgewählte betroffene Erzeugungstechnologien begrenzt und kann
an weitere Bedingungen geknüpft sein, die vom zuständigen ÜNB beschlossen werden.
Bild 2 – Maximal zulässige Leistungsreduzierung bei Unterfrequenz
4.2.5 Verhalten bei Überfrequenz
Eine Erzeugungsanlage muss Frequenzerhöhungen am Netzanschlusspunkt vertragen.
Tabelle 2 – Minimale Zeitspannen für einen Betrieb bei Überfrequenz
Frequenzbereich Betriebsdauer
51 Hz bis 51,5 Hz 30 min
Tabelle 2 zeigt die minimalen Zeitspannen, während denen eine Erzeugungsanlage in der Lage sein muss,
ohne Ausschalten am Netz betrieben zu werden.
ANMERKUNG 1 Unter Beachtung der rechtlichen Rahmenbedingungen ist es möglich, dass vom VNB in Abstimmung
mit dem ÜNB schärfere Anforderungen hinsichtlich der minimalen Zeitdauer für einen Betrieb bei Überfrequenz verlangt
werden.
Sofern vom VNB nichts anderes vorgegeben wird, muss die Kleinerzeugungsanlage in der Lage sein, bei
einem mindestens zwischen 50,2 Hz und 52 Hz einstellbaren Frequenz-Grenzwert f einen frequenzabhän-
gigen Beitrag zur Wirkleistung mit einer im Bereich von mindestens 2 % bis 12 % einstellbaren Statik zu
liefern. Die Statik ist auf P bezogen, wobei P die wechselstromseitig abgegebene Wirkleistung zu dem
M M
Zeitpunkt ist, zu dem die Frequenz den Grenzwert f erreicht. Die Auflösung der Frequenzmessung muss
± 10 mHz oder weniger sein. Nach der programmierbaren beabsichtigten Zeitverzögerung muss die
frequenzabhängige Wirkleistungsantwort mit einer Genauigkeit von ± 10 % P erfolgen, bei einer einge-
n
stellten Zeitverzögerung von höchstens 2 s.
ANMERKUNG 2 Unter Beachtung der rechtlichen Rahmenbedingungen ist es möglich, dass vom VNB in Abstimmung
mit dem ÜNB anstelle von P die maximale Leistung als Bezugsgröße gefordert wird.
M
ANMERKUNG 3 Die Statik der Wirkleistung kann auch definiert werden als der Gradient der Wirkleistung bezogen auf
die momentane Leistung P . Eine Statik im Bereich von 2 % bis 12 % entspricht einem Gradienten von 100 % P /Hz bis
M M
16,7 % P /Hz.
M
Der Stromerzeuger muss in der Lage sein, die frequenzabhängige Wirkleistungsantwort so schnell wie tech-
nisch möglich zu erbringen, wobei die Anfangsverzögerung so kurz wie möglich, maximal aber 2 s sein muss.
Wenn die Anfangsverzögerung weniger als 2 s beträgt, muss die beabsichtigte Zeitverzögerung so pro-
grammiert werden können, dass die gesamte Antwortdauer auf einen Wert zwischen der Anfangszeitverzö-
gerung und 2 s eingestellt werden kann.
Nach Aktivierung muss die Frequenz-Statik-Funktion immer die augenblickliche Frequenz benutzen.
Wenn die Anfangsverzögerung größer ist als 2 s, muss dies der Hersteller gegenüber dem VNB hinreichend
begründen.
Die Werte für den Frequenzgrenzwert f , die Statik und die beabsichtigte Zeitverzögerung werden vom VNB
vorgegeben und müssen vor Ort einstellbar sein. Wenn keine Einstellwerte vorgegeben sind, müssen die Ein-
stellwerte nach Tabelle 3 zur Anwendung kommen.
Für vor Ort mögliche Einstellungen müssen Maßnahmen vorgesehen werden, um die Einstellungen vor
unerlaubten Eingriffen zu schützen (z. B. Passwort oder Siegel), wenn dies vom VNB gefordert wird.
Wenn die überfrequenzabhängige Wirkleistungsantwort angewendet wird, sollte der Frequenz-Grenzwert f
auf einen Wert zwischen 50,2 Hz und 50,5 Hz eingestellt werden. Die Einstellung des Frequenz-Grenzwerts
f auf 52 Hz bedeutet, dass diese Funktion deaktiviert ist.
ANMERKUNG 4 Die Einstellung der Frequenzschwelle von f auf 52 Hz wird als Deaktivierung dieser Funktion
betrachtet.
Tabelle 3 – Standardeinstellwerte für die Wirkleistungsantwort bei Überfrequenz
Parameter Einstellwert
Frequenz-Grenzwert 50,2 Hz
Statik 5 %
Beabsichtigte Zeitverzögerung 0 s
Im Fall einer Inselnetzbildung muss berücksichtigt werden, dass eine Leistungsreduzierung jeden Erzeu-
gungsüberschuss korrigieren würde und so zu einem Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch
führt. Unter diesen Umständen käme es zu einem Inselnetzbetrieb mit stabiler Frequenz, bei dem das
korrekte Verhalten der frequenzbasierten Inselnetzerkennung, wie in 4.6.2 (Tabelle 4) beschrieben, behindert
werden könnte.
15 EN 50438:2013
Stromerzeuger, bei denen es technisch nicht möglich ist, die Leistung über den gesamten Bereich der Statik
in der geforderten Zeit zu reduzieren, müssen die frequenzabhängige Wirkleistungseinspeisung in dem
schnell steuerbaren Bereich der Abgabeleistung aktivieren. Wenn die Grenze der schnell aktivierbaren
Frequenzantwort erreicht ist, wird diese Leistung konstant gehalten. Die Einheit muss bei einer willkürlichen
Frequenz zwischen dem Frequenz-Grenzwert f und f ausschalten, wobei f der vom VNB vorgege-
1 max max
bene Grenzwert für das Ausschalten bei Überfrequenz ist. Wenn kein Wert spezifiziert ist, ist für
f = 51,5 Hz einzustellen.
max
Wenn die Europäischen Netzwerk-Codes in Kraft gesetzt sind, sollte die Entscheidung hinsichtlich
diesbezüglicher Fähigkeiten entsprechend dem Abweichungsverfahren getroffen werden.
Der großflächige Effekt einer Ausschaltung bei willkürlich gewählter Frequenz sollte die Statik-Kurve nach
Tabelle 1 bzw. die Einstellung nach Anhang A nachbilden.
ANMERKUNG 5 Bei PV-Anlagen kann man davon ausgehen, dass sie die Leistung über den gesamten Bereich der
Statik reduzieren können.
ANMERKUNG 6 Die Funktionen des Schnittstellenschutzes setzen dieses Verhalten außer Kraft.
ANMERKUNG 7 Ähnliche Funktionen als Reaktion auf Unterfrequenz sind derzeit in Diskussion.
Nach einer Frequenzabweichung und nachdem die Frequenz unter den Auslösewert f abgesunken ist, darf
die Kleinerzeugungsanlage die Leistung über P steigern. Die von einer Erzeugungsanlage erzeugte Wirk-
M
leistung darf den spezifizierten Gradienten, ausgedrückt als Prozentwert der Nennwirkleistung der Einheit je
Minute, nicht übersteigen. Wenn vom VNB kein Gradient spezifiziert wird, gilt 10 % P /min. Nicht oder nur
n
teilweise regelbare Erzeugungsanlagen, die ausgeschaltet wurden, müssen nach 4.7.1 wieder eingeschaltet
werden.
4.3 Blindleistung
4.3.1 Umrichter-basierte Kleinerzeuger
Der Kleinerzeuger muss in der Lage sein, unter normalen stationären Betriebsbedingungen in dem Span-
nungsband nach 4.2.1 mit der nachstehenden Blindleistungscharakteristik betrieben zu werden (siehe Bild 3):
• wenn die Wirkleistungsabgabe des Kleinerzeugers größer oder gleich 20 % seiner Nennwirkleistung ist:
innerhalb der Wirkfaktoren cos ϕ = 0,90 bis 0,90 nach einem Kurvenverlauf, der vom
untererregt übererregt
VNB vorgegeben wird (siehe 4.4);
• wenn die Wirkleistungsabgabe des Kleinerzeugers kleiner 20 % seiner Nennwirkleistung ist: weniger als
10 % Blindleistung bezogen auf die Nennwirkleistung des Kleinerzeugers.
Bild 3 – Blindleistungsdiagramm
ANMERKUNG Im untererregten Betrieb nimmt der Kleinerzeuger Blindleistung (var) auf. Im übererregten Betrieb gibt
der Kleinerzeuger Blindleistung (var) ab.
4.3.2 Direkt gekoppelte Kleinerzeuger ohne Umrichter
Innerhalb des vorgeschriebenen Spannungsbandes der Nennspannung muss der Leistungsfaktor des Klein-
erzeugers unter normalen stationären Betriebsbedingungen größerer als 0,95 sein, sofern die Wirkleistungs-
abgabe größer als 20 % der Nennleistung der Einheit ist. Wenn die Wirkleistungsabgabe des Kleinerzeugers
kleiner 20 % seiner Nennwirkleistung ist, muss die Blindleistung weniger als 10 % betragen, bezogen auf
seine Nennwirkleistung.
4.4 Blindleistungsregelung
4.4.1 Allgemeines
Nur wenn die Fähigkeit zum Blindleistungsaustausch nach einem Kurvenverlauf (siehe 4.3) gefordert wird,
gelten die Aufforderungen von 4.3.
Die Regelung bezieht sich auf die Klemmen des Kleinerzeugers. Der Kleinerzeuger muss in der Lage sein,
mit den folgenden Regelfunktionen innerhalb der in 4.3 genannten Grenzen betrieben werden zu können:
• Q (U);
• cos φ fest;
• cos φ (P).
Die Konfigurierung der Regelfunktionen sowie deren Aktivierung und Deaktivierung muss vor Ort möglich
sein.
Für vor Ort mögliche Einstellungen und Aktivierung/Deaktivierung der Regelfunktion müssen Mitteln vorge-
sehen werden, um die Einstellungen vor unerlaubten Eingriffen zu schützen (z. B. Passwort oder Siegel),
wenn dies vom VNB gefordert wird.
Die Genauigkeit der Blindleistungsregelung muss kleiner als ± 2 % der Nennleistung des Kleinerzeugers
sein. Die Genauigkeit wird immer als Blindleistung angegeben, selbst wenn sich die Regelfunktion auf den
Wirkfaktor bezieht.
ANMERKUNG Für die Ermittlung der Genauigkeit des Wirkfaktors wird die Blindleistung herangezogen, da der Wirk-
faktor ein nicht-lineares Verhalten aufweist und da für den VNB nur die Blindleistung relevant ist und nicht der Wirkfaktor.
Der Wirkfaktor ist nur ein Mittel, um die Wirkleistung zu kontrollieren.
Die Art des Beitrags, welchen die Blindleistung zur Spannungsregelung leisten soll, muss vom VNB festge-
legt werden. Wenn kein charakteristischer Kurvenverlauf vom VNB vorgegeben wird, muss der Kleinerzeuger
mit dem Wirkfaktor = 1 arbeiten.
4.4.2 Festwertregelung cos φ fest
Die Festwertregelung regelt den Wirkfaktor cos φ der Ausgangsleistung des Kleinerzeugers auf einen Soll-
wert, der in der Regelung des Kleinerzeugers eingestellt wird.
4.4.3 Spannungsbezogene Regelfunktion Q(U)
Die spannungsbezogene Regelfunktion Q(U) regelt die Blindleistungslieferung in Abhängigkeit von der
Spannung.
Für die Ermittlung der Spannung muss eine der folgenden Methoden benutzt werden:
• das Mitsystem;
17 EN 50438:2013
• der Mittelwert der Spannungen in einem Drehstromsystem;
• phasenunabhängig die Erfassung der Spannung jeder Phase, um die Blindleistung für jede Phase zu
ermitteln.
Ein charakteristischer Kurvenverlauf nach Bild 4 muss konfigurierbar sein.
Zusätzlich zu der Charakteristik des Kurvenverlaufs sollte auch die Dynamik der Antwort konfigurierbar sein.
Die Dynamik der Regelung sollte einem Filter erster Ordnung entsprechen, mit einer konfigurierbaren Zeit-
konstante zwischen 3 s und 60 s. Die Dauer die bis 95 % eines neuen Sollwerts infolge einer Spannungsän-
derung erreicht wird, wird der 3-fache Wert der Zeitkonstante sein.
Bild 4 – Charakteristik der Blindleistungsregelung
4.4.4 Leistungsbezogene Regelfunktion cos φ (P)
Die leistungsbezogene Regelfunktion cos φ (P) regelt den Wirkfaktor cos φ der Abgabeleistung des Kleiner-
zeugers in Abhängigkeit von seiner Wirkleistungsabgabe.
Ein charakteristischer Kurvenverlauf nach Bild 4 muss konfigurierbar sein.
Der neue Sollwert, der sich aufgrund einer Änderung der Wirkleistungsabgabe ergibt, muss innerhalb einer
Regeldauer von 10 s eingestellt sein. Der Gradient der Blindleistungsänderung sollte in derselben Größen-
ordnung sein wie der Gradient der Wirkleistungsänderung und sollte mit diesem synchronisiert sein.
4.5 Spannungsregelung durch Wirkleistung
Um ein Ausschalten durch den Überspannungsschutz zu vermeiden, darf die Kleinerzeugungsanlage die
Wirkleistungsabgabe in Abhängigkeit von der ansteigenden Spannung reduzieren. Wenn diese Fu
...
SIST EN 50438:2014 문서는 공공 저전압 배전망과 병렬로 연결되는 마이크로 발전소에 대한 기술적 요구사항을 명확히 규정하고 있습니다. 이 표준의 범위는 마이크로 발전소의 보호 기능 및 운영 능력의 요구사항을 포함하며, 특히 16A 이하의 정격 전류를 갖는 단일 및 다상 230/400V 또는 다상 230V 설비에 적용됩니다. 이는 유럽 연합 내에서 마이크로 발전 기술에 대한 일관된 접근 방식을 제공하며, 다양한 에너지 원을 가진 발전소를 포괄합니다. 이 표준의 주요 강점은 마이크로 발전소의 안전한 운영을 보장하는 것이 아니라, 공공 배전망과의 효율적인 연결 및 상호 운용성을 증진시키기 위한 기술적 요구사항을 제공한다는 점입니다. 또한, 이 문서는 유럽 네트워크 규칙과 각국의 법적 틀에 따른 세부 설정을 진행할 때 배전 시스템 운영자와의 협력의 중요성을 강조하고 있습니다. 이는 마이크로 발전소 운영에 있어 중요한 안전 및 상업적 측면을 체계적으로 다룰 수 있게 합니다. 더불어, 이 표준은 여러 마이크로 발전 기술이 적용 가능하다는 점에서 그 포괄성이 뛰어납니다. 그러나 한편으로는 16A를 초과하는 여러 장치의 설치, 수익 재조정이나 측정 문제 등의 상업적 사안, 에너지 원의 요구사항, 의도적 또는 비의도적인 섬 운영 문제 등 몇 가지 측면을 명확히 제외함으로써 불필요한 혼란을 방지하고 있습니다. 따라서 EN 50438:2013 표준은 마이크로 발전소가 저전압 배전망에 안전하고 효율적으로 연결될 수 있도록 필요한 기술적 기반을 마련하고 있으며, 유럽 및 각국의 법적 요구사항과도 연결되어 있어 매우 중요한 문서로 평가될 수 있습니다.
EN 50438:2013は、公共低電圧配電ネットワークと平行に接続されるマイクロ発電プラントのための要求事項を規定するヨーロッパ規格であり、その重要性と関連性を強調する必要があります。この標準は、定格電流が相あたり最大16Aに達する設備に適用され、単相または多相の230/400V、および多相230V（相対相公称電圧）のマイクロ発電技術に関する技術的要件を詳述しています。 この標準の大きな強みは、マイクロ発電プラントの運用機能と保護機能に関する具体的な技術要件を設けている点にあります。これにより、様々なエネルギー源に基づくマイクロ発電技術が公共ネットワークと安全に並行運転できることが保証されます。加えて、この規格は配電システムオペレーターにも言及しており、設定が他の関係者によって定義される場合でも、実用的な理由からその役割が重要視されています。 EN 50438:2013は、異なる国の規制やさらなる国別要件が、この規格と矛盾しない限りにおいて適用され得ることも考慮されています。この柔軟性は、各国でのマイクロ発電の導入を促進し、さまざまな商業や家庭のニーズに応えるために重要です。 加えて、この標準は、マイクロ発電技術に関連するすべての手法を適用範囲に含めていますが、複数のユニットによる合計定格電流が16Aを超える場合や、商業的な問題、特定の一次エネルギー源に関連する要件は除外されています。これは、対象の明確化と業界の特定ニーズに対する適応力を増加させています。 EN 50438:2013は、マイクロ発電プラントと公共低電圧配電ネットワークの有効かつ安全な相互接続において、技術的な基盤としての重要な役割を果たしており、今後の持続可能なエネルギー環境の発展に寄与する規格であることは間違いありません。
Die Norm EN 50438:2013 legt technische Anforderungen an die Schutzfunktionen und Betriebsmöglichkeiten von Mikroerzeugungsanlagen fest, die parallel zu öffentlichen Niederspannungsnetzen betrieben werden. Diese europäische Norm ist insbesondere relevant für die Integration von Mikroerzeugungstechnologien in bestehende Verteilernetze, da sie sicherstellt, dass solche Anlagen sicher und effizient arbeiten, unabhängig von ihrer primären Energiequelle. Die Stärken dieser Norm liegen in ihrer umfassenden Abdeckung aller Mikroerzeugungstechnologien, die für Nennströme bis einschließlich 16 A pro Phase konzipiert sind. Dies ermöglicht eine breite Anwendung im Bereich der Mikroerzeugung, sei es für private oder kleine kommerzielle Installationen. Ein weiterer Vorteil ist die Berücksichtigung nationaler Vorschriften und europäischer Netzcodes, wodurch die Norm Ansprechpartner für die Verteilungsnetzbetreiber stärkt und einheitliche Rahmenbedingungen schafft. Das Dokument ermöglicht es auch, dass in bestimmten Ländern Mikroerzeugungsanlagen, die höhere Nennströme verwenden, unter bestimmten Voraussetzungen einbezogen werden können. Diese Flexibilität erhöht die Relevanz der Norm, indem sie den unterschiedlichen Bedingungen und Anforderungen der einzelnen Mitgliedstaaten gerecht wird. Ein weiterer bedeutender Aspekt der EN 50438:2013 ist der Ausschluss spezifischer Angelegenheiten, wie etwa den Betrieb mehrerer Einheiten, die in der Summe den Nennstrom von 16 A überschreiten. Dies schafft Klarheit und verhindert Verwirrung bei der Anwendung der Norm, insbesondere im Hinblick auf kommerzielle Fragestellungen und den Betrieb von Inselanlagen. Insgesamt bietet die Norm EN 50438:2013 eine solide Grundlage für die sichere und effiziente Anbindung von Mikroerzeugungsanlagen an öffentliche Verteilernetze, was sie zu einem unverzichtbaren Dokument für alle Akteure im Bereich der Mikroerzeugung macht.
The EN 50438:2013 standard is a comprehensive guideline focusing on the requirements for micro-generating plants to be connected in parallel with public low-voltage distribution networks. Its scope is well-defined, capturing the technical requirements essential for the functionality and safety of micro-generating plants, irrespective of their primary energy source. This standard specifically addresses systems with nominal currents up to and including 16 A per phase, ensuring its relevance to a wide range of micro-generation technologies, including both single-phase and multi-phase configurations. One of the significant strengths of EN 50438:2013 lies in its adaptability to various micro-generation technologies, which allows for broader implementation across different regions and types of installations. In addition, by acknowledging that the responsibility for defining specific settings may lie with different actors, it embraces the complexity of national and European legal frameworks, including European network codes and their national implementations. This approach facilitates a streamlined process for connection to public distribution networks, ultimately promoting better integration of micro-generating plants into existing infrastructure. Moreover, the inclusion of Annex G, which lists countries where the standard may also apply to generators with higher nominal currents, showcases the document's flexibility to adapt to regional requirements without compromising the overarching safety objectives. This is particularly beneficial for domestic and small commercial installations, providing them with clear guidelines for compliant operation. The exclusion of certain aspects from the scope, such as multiple units aggregating beyond 16 A and issues like metering or revenue rebalancing, helps refine the focus of the standard, ensuring that it remains targeted on technical performance rather than commercial matters. This clarity in scope further enhances the standard’s usability by preventing ambiguity regarding its applicability. Overall, EN 50438:2013 stands out as a robust standard that supports the growth of micro-generation technologies within the regulatory framework of public low-voltage distribution networks. Its technical specifications and operational capabilities cater to modern energy challenges, making it a critical reference for stakeholders involved in the deployment and management of micro-generating plants.
La norme EN 50438:2013 est un document essentiel qui spécifie les exigences techniques pour les fonctions de protection et les capacités opérationnelles des micro-installations de production d'énergie, destinées à être connectées parallèlement aux réseaux de distribution publique basse tension. Cette norme européenne joue un rôle crucial dans le domaine de la micro-génération, car elle couvre les systèmes ayant des courants nominaux allant jusqu'à 16 A par phase, qu'ils soient monophasés ou multiphasés, avec des tensions de 230/400 V ou 230 V. L'un des points forts de cette norme est sa capacité à s'appliquer à toutes les technologies de micro-génération, ce qui garantit une large adaptabilité et pertinence dans un marché en constante évolution. De plus, la norme précise que, pour des raisons pratiques, l'opérateur du système de distribution (OSD) est souvent référencé pour la définition et la fourniture des réglages nécessaires, ce qui renforce la coopération entre les différents acteurs dans le cadre des réglementations européennes et nationales. Il est également important de noter que, bien que la norme ne garantisse pas à elle seule la sécurité du personnel DSO ou des parties engagées, elle établit néanmoins un cadre robuste pour les technologies de micro-génération. Cela inclut la prise en compte des exigences nationales qui pourraient s'appliquer, tant qu'elles ne sont pas en conflit avec les stipulations de la norme EN 50438. Cela apporte une flexibilité essentielle pour les pays qui choisissent d'appliquer la norme à des générateurs ayant des courants nominaux plus élevés, souvent utilisés dans des installations domestiques et commerciales de petite taille. Toutefois, la norme exclut certains aspects, tels que les unités multiples qui dépassent collectivement les 16 A pour une seule installation ou les questions commerciales telles que le rééquilibrage des revenus et la métrologie. Ces exclusions permettent de focaliser la norme sur les enjeux techniques et opérationnels, tout en excluant les complexités commerciales additionnelles qui pourraient obscurcir l'application des exigences techniques. En somme, la norme EN 50438:2013 est d'une grande pertinence pour l’évolution de la micro-génération en Europe, fournissant un ensemble clair d'exigences qui favorisent la sécurité, l'efficacité et la compatibilité avec les réseaux de distribution existants, ce qui est crucial pour soutenir l'intégration des énergies renouvelables à petite échelle.
Questions, Comments and Discussion
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