Grundlagen Kommutatormaschinen

Enstehung von induktiver Blindleistung

Induktive Blindleistung entsteht an allen elektrischen Verbrauchern, die mit Magnetfeldern arbeiten.

Blindleistungsverbraucher

Motoren
Transformatoren
Induktionsöfen
Vorschaltgeräte
Stromrichter

Lösung:
Kompensation der induktiven Blindleistung durch Reihen- oder Parallelschalten entsprechend grosser unverdrosselter Kondensatoren.

Nutzen der Blindleistungskompensation

Einsparung von Energiebezugskosten
Entlastung von Generatoren, Transformatoren, Leitungen und Schaltgeräten
Erhöhung übertragbarer Wirkleistungen in bestehenden Netzen

Kompensationsarten

Einzelkompensation: für größere Verbraucher mit langer Einschaltzeit
Gruppenkompensation: mehreren Verbrauchern wird eine Kompensation zugeordnet
Zentralkompensation: an einem Punkt werden die Netzverhältnisse durch einen Blindleistungsregler erfasst und der gewünschte cos j automatisch eingeregelt

Kompensation in Netzen mit Oberschwingungen

Oberschwingungen (Harmonische) sind Vielfache der normalen Netzfrequenz.

Erzeuger sind:

Lichtregelanlagen
Stromrichter
Drehzahlregelungen
Schaltnetzteile
Elektronische Vorschaltgeräte
USV-Anlagen

Lösung:
Verdrosselte Kompensationsanlagen

Vorteile:

Schutz der Kompensationsanlage
Verhinderung von Resonanzen
Absaugung der Oberschwingungen

Einsatz:

Verdrosselte Anlagen sollten grundsätzlich eingesetzt werden, wenn der Anteil oberwellenerzeugender Verbraucher größer 15 - 20% der Gesamtleistung beträgt.

Achtung!
Verdrosselte und unverdrosselte Anlagen dürfen nie am gleichen Netz betrieben werden, da es hierbei zu gefährlichen Parallelresonanzen kommen kann.

Verdrosselungsgrad:

Je nach Netzverhältnissen werden Anlagen mit einem Verdrosselungsgrad von 5,5%, 7% oder 14% eingesetzt. Mit Erhöhung des Verdrosselungsgrades sinkt die Saugwirkung der Anlage auf die Oberwellen.
Arbeitet das zuständige EVU mit einem Rundsteuersignal (Tonfrequenz), ist dies bei der Dimensionierung der Kompensationsanlage zu beachten. Durch entsprechende Massnahmen wie Tonfrequenzsperren oder angepasstem Verdrosselungsgrad wird eine Beeinträchtigung der Rundsteuerfrequenz verhindert.

Achtung!
Erst durch Kenntnis aller Netzverhältnisse ist eine optimale Dimensionierung einer Blindleistungskompensationsanlage möglich.

Rechnerische Ermittlung und Bestimmung der benötigten Kondensatorleistung einer Blindleistungskompensationsanlage

Aus der Stromrechnung des EVU ist der Verbrauch der Wirkarbeit in kWh und der Blindarbeit in kvarh ersichtlich; das EVU verlangt einen cos j von 0,9 ... 0,95; die Blindarbeit sollte zur Kosteneinsparung auf einen Wert annähernd cos j = 1 kompensiert werden.

Ermittlung des tan j1 = Blindarbeit/Wirkarbeit = kvarh/kWh:

Aus Tabelle 1 ist der Umrechnungsfaktor "F" zu entnehmen und mit dem mittleren Leistungsverbrauch Pm zu multiplizeren.
cos j1 zeigt bei tan j1 den Leistungsfaktor vor der Kompensation, cos j2 zeigt bei Faktor "F" den gewünschten Leistungsfaktor zur Kompensation. Die benötigte Kompensationsleistung wird angegeben in kvar.

Beispiel:

Blindarbeit: Wb = 19000 kvarh pro Monat
Wirkarbeit: Ww = 16660 kWh pro Monat

Mittlerer Leistungsverbrauch: Pm = Wirkarbeit/Arbeitszeit = 16600 kWh/180 h = 92,6 kW

tan j1 = Blindarbeit/Wirkarbeit = 19000 kvarh/16600 kWh = 1,14

Leistungsfaktor cos j1 = 0,66 (bei tan j1 = 1,14)

Leistungsfaktor cos j2 = 0,95 (gewünscht)

Umrechnungsfaktor "F" = 0,81 (aus tan j1 und cos j2)

Kompensationsleistung = Mittlerer Leistungsverbrauch x Faktor "F" = 92,6 kW x 0,81

Erforderliche Kompensationsleistung: 75 kvar

Tabelle 2 gibt für ausgewählte Leistungen von Drehstrom-Kompensations-Kondensatoren den notwendigen Zuleitungsquerschnitt sowie die erforderliche NH-Sicherung an.

Tabelle 3 listet notwendige Kompensationskapazitäten und -leistungen von handelsüblichen Entladungslampen auf.

Tabelle 4 gibt die Blindleistungswerte ausgewählter Drehstrom-Normmotoren wider.

Tabelle 5 zeigt die Blindleistungswerte ausgewählter Drehstrom-Leistungstransformatoren

(Quelle: ELKON GmbH)

Blindleistungsbedarf online berechnen...

siehe auch ...


		Enstehung von induktiver Blindleistung Induktive Blindleistung entsteht an allen elektrischen Verbrauchern, die mit Magnetfeldern arbeiten. Blindleistungsverbraucher Motoren Transformatoren Induktionsöfen Vorschaltgeräte Stromrichter Lösung: Kompensation der induktiven Blindleistung durch Reihen- oder Parallelschalten entsprechend grosser unverdrosselter Kondensatoren. Nutzen der Blindleistungskompensation Einsparung von Energiebezugskosten Entlastung von Generatoren, Transformatoren, Leitungen und Schaltgeräten Erhöhung übertragbarer Wirkleistungen in bestehenden Netzen Kompensationsarten Einzelkompensation: für größere Verbraucher mit langer Einschaltzeit Gruppenkompensation: mehreren Verbrauchern wird eine Kompensation zugeordnet Zentralkompensation: an einem Punkt werden die Netzverhältnisse durch einen Blindleistungsregler erfasst und der gewünschte cos j automatisch eingeregelt Kompensation in Netzen mit Oberschwingungen Oberschwingungen (Harmonische) sind Vielfache der normalen Netzfrequenz. Erzeuger sind: Lichtregelanlagen Stromrichter Drehzahlregelungen Schaltnetzteile Elektronische Vorschaltgeräte USV-Anlagen Lösung: Verdrosselte Kompensationsanlagen Vorteile: Schutz der Kompensationsanlage Verhinderung von Resonanzen Absaugung der Oberschwingungen Einsatz: Verdrosselte Anlagen sollten grundsätzlich eingesetzt werden, wenn der Anteil oberwellenerzeugender Verbraucher größer 15 - 20% der Gesamtleistung beträgt. Achtung! Verdrosselte und unverdrosselte Anlagen dürfen nie am gleichen Netz betrieben werden, da es hierbei zu gefährlichen Parallelresonanzen kommen kann. Verdrosselungsgrad: Je nach Netzverhältnissen werden Anlagen mit einem Verdrosselungsgrad von 5,5%, 7% oder 14% eingesetzt. Mit Erhöhung des Verdrosselungsgrades sinkt die Saugwirkung der Anlage auf die Oberwellen. Arbeitet das zuständige EVU mit einem Rundsteuersignal (Tonfrequenz), ist dies bei der Dimensionierung der Kompensationsanlage zu beachten. Durch entsprechende Massnahmen wie Tonfrequenzsperren oder angepasstem Verdrosselungsgrad wird eine Beeinträchtigung der Rundsteuerfrequenz verhindert. Achtung! Erst durch Kenntnis aller Netzverhältnisse ist eine optimale Dimensionierung einer Blindleistungskompensationsanlage möglich. Rechnerische Ermittlung und Bestimmung der benötigten Kondensatorleistung einer Blindleistungskompensationsanlage Aus der Stromrechnung des EVU ist der Verbrauch der Wirkarbeit in kWh und der Blindarbeit in kvarh ersichtlich; das EVU verlangt einen cos j von 0,9 ... 0,95; die Blindarbeit sollte zur Kosteneinsparung auf einen Wert annähernd cos j = 1 kompensiert werden. Ermittlung des tan j1 = Blindarbeit/Wirkarbeit = kvarh/kWh: Aus Tabelle 1 ist der Umrechnungsfaktor "F" zu entnehmen und mit dem mittleren Leistungsverbrauch Pm zu multiplizeren. cos j1 zeigt bei tan j1 den Leistungsfaktor vor der Kompensation, cos j2 zeigt bei Faktor "F" den gewünschten Leistungsfaktor zur Kompensation. Die benötigte Kompensationsleistung wird angegeben in kvar. Beispiel: Blindarbeit: Wb = 19000 kvarh pro Monat Wirkarbeit: Ww = 16660 kWh pro Monat Mittlerer Leistungsverbrauch: Pm = Wirkarbeit/Arbeitszeit = 16600 kWh/180 h = 92,6 kW tan j1 = Blindarbeit/Wirkarbeit = 19000 kvarh/16600 kWh = 1,14 Leistungsfaktor cos j1 = 0,66 (bei tan j1 = 1,14) Leistungsfaktor cos j2 = 0,95 (gewünscht) Umrechnungsfaktor "F" = 0,81 (aus tan j1 und cos j2) Kompensationsleistung = Mittlerer Leistungsverbrauch x Faktor "F" = 92,6 kW x 0,81 Erforderliche Kompensationsleistung: 75 kvar Tabelle 2 gibt für ausgewählte Leistungen von Drehstrom-Kompensations-Kondensatoren den notwendigen Zuleitungsquerschnitt sowie die erforderliche NH-Sicherung an. Tabelle 3 listet notwendige Kompensationskapazitäten und -leistungen von handelsüblichen Entladungslampen auf. Tabelle 4 gibt die Blindleistungswerte ausgewählter Drehstrom-Normmotoren wider. Tabelle 5 zeigt die Blindleistungswerte ausgewählter Drehstrom-Leistungstransformatoren (Quelle: ELKON GmbH) Blindleistungsbedarf online berechnen... siehe auch ...