Entfesseln Sie das volle Potenzial Ihrer elektrischen Anlage und senken Sie Ihre Energiekosten! Dieses Buch enthüllt die Geheimnisse der Blindstromkompensation und zeigt Ihnen, wie Sie durch intelligente Optimierung des Leistungsfaktors bares Geld sparen können. Verschwenden Sie keine Energie mehr an unnötige Blindleistung, die Ihre Netze belastet und Ihre Betriebsmittel überlastet. Erfahren Sie, wie Sie mit Kondensatoren, den unbesungenen Helden der Energieeffizienz, die induktive Blindleistung Ihrer Motoren, Transformatoren und Stromrichter neutralisieren und so Ihre Übertragungsverluste minimieren. Entdecken Sie die verschiedenen Methoden der Blindleistungskompensation, von der Einzelkompensation direkt am Verbraucher bis zur zentralen Lösung für komplexe Anlagen. Anhand leicht verständlicher Erklärungen, praxisnaher Beispiele und detaillierter Berechnungen lernen Sie, die optimale Kondensatorleistung zu ermitteln und Ihre Anlage auf einen Leistungsfaktor von cos ᵠ ≥ 0,9 zu trimmen – oft eine Vorgabe von Elektrizitätsversorgungsunternehmen. Reduzieren Sie Ihre Energiekosten, entlasten Sie Ihre Betriebsmittel und vermeiden Sie kostspielige Erweiterungen Ihrer Anlage. Dieses Buch ist Ihr Schlüssel zu einer effizienteren, kostengünstigeren und zukunftssicheren Energieversorgung. Egal, ob Sie sich im Projektierungsstadium befinden oder eine bestehende Anlage optimieren möchten, hier finden Sie das Know-how, um Ihre Blindleistungsprobleme in den Griff zu bekommen und das Maximum aus Ihrer elektrischen Infrastruktur herauszuholen. Machen Sie sich bereit, Ihre Stromrechnung zu senken und gleichzeitig einen Beitrag zum Umweltschutz zu leisten – mit der Kraft der Blindstromkompensation. Ein unverzichtbarer Ratgeber für Elektriker, Ingenieure und alle, die ihre Energieeffizienz verbessern wollen. Tauchen Sie ein in die Welt der Blindleistungskompensation und entdecken Sie die verborgenen Einsparpotenziale in Ihrem Unternehmen.
Allgemeine Grundlagen
Viele elektrische Verbraucher entnehmen dem Netz neben der nutzbaren Wirkleistung auch Blindleistung , die z.B. bei Motoren und Transformatoren als Magnetisierung und bei Stromrichtern als Steuer- und Kommutierungsblindleistung auftritt. Ihr Transport ist unwirtschaftlich, da sie in keine andere nutzbare Energieformen umgesetzt wird.
Für die Erzeugung und den Transport der elektrischen Energie werden Betriebs- mittel wie Generatoren, Freileitungen, Kabel, Transformatoren und Schalt- anlagen benötigt. Diese Betriebsmittel müssen also zusätzlich zur nutzbaren Wirkleistung auch Blindleistung bereitstellen und transportieren. Das ist unwirtschaftlich. Die Energiekosten werden um so günstiger, je weniger Blind- arbeit eine Anlage verbraucht, d.h., je größer ihr Leistungsfaktor cosj ist.
Es gibt 3 wesentliche Möglichkeiten den Leistungsfaktor zu verbessern :
1. Verbesserung mit Hilfe von Kondensatoren
2. Verbesserung durch umlaufende Phasenschieber
3. Verbesserung durch Zuschalten von Wirkleistung
Da die 2. und 3. Möglichkeit der Kompensation nicht sehr häufig gebraucht werden, beschränke ich mich, nach einer kurzen Erläuterung der Funktionsweise dieser Möglichkeiten, auf die Kompensation mit Kondensatoren.
Kompensation durch umlaufende Phasenschieber
Umlaufende Phasenschieber, z.B. Synchronmaschinen, geben bei Übererregung kapazitive Blindleistung an das Netz ab, und gleichen somit die induktive Blindleistung aus. Sie werden aber hauptsächlich in großen Ringnetzen auf der Hochspannungsseite eingesetzt. In Energieversorgungsanlagen auf der Niederspannungsseite und bei örtlichen Energieversorgungsunternehmen spielt diese Art der Kompensation aber keine Rolle mehr.
Kompensation durch Zuschalten von Wirkleistung
Unter besonderen Tarifbedingungen kann es wirtschaftlich sein, durch Zuschalten von Heizwiderständen (cosᵠ = 1) für die Warmwasserbereitung oder Wärmeöfen den Leistungsfaktor durch diese Wirkleistung ΔP zu verbessern. Die nötige induktive Blindleistung QL bleibt dabei konstant.
Kompensation mit Hilfe von Kondensatoren
Durch eine verbrauchernahe Blindstromkompensation mit Leistungs- kondensatoren direkt am Niederspannungsnetz können die Übertragungs- einrichtungen entlastet werden, da die Blindleistung nicht mehr vom Netz geliefert, sondern von den Kondensatoren bereitgestellt wird (siehe Grafik 4). Die Übertragungsverluste werden verringert, die Energieverbrauchskosten gesenkt und kostspielige Erweiterungen unnötig, denn mit den gleichen Betriebs- mitteln kann man durch Blindstromkompensation mehr Wirkleistung übertragen. Kondensatoren können zur Einzel-, Gruppen- oder zur Zentralkompensation eingesetzt werden. In der Praxis wird von vielen Elektrizitätsversorgungs- unternehmen ein Leistungsfaktor cos ? [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] 0,9 vorgeschrieben.
Bestimmung der Kondensatorleistung :
Eine Anlage mit der installierten Wirkleistung P soll vom Leistungsfaktor cos ᵠ1 auf einen Leistungsfaktor cos ᵠ2 kompensiert werden. Die hierfür notwendige Kondensatorleistung errechnet sich zu :
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Durch die Kompensation verringert sich die übertragene Scheinleistung S. Die ohmschen Übertragungsverluste nehmen mit dem Quadrat der Ströme ab.
Ermittlung der Blindleistung in Betriebsnetzen
Bei Anlagen, die sich noch im Projektierungsstadium befinden, kann man näherungsweise davon ausgehen, daß die Blindleistungsverbraucher in erster Linie Asynchronmotoren sind, die mit einem mittleren Leistungfaktor cosᵠ = 0,7 arbeiten. Zur Kompensation auf cosᵠ = 0,9 wird eine Kondensatorleistung von etwa 50 % der Wirkleistung benötigt :
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Bei Anlagen, die bereits in Betrieb sind, kann die erforderliche Kondensator- leistung durch Messungen festgestellt werden. Wenn Wirk- und Blindarbeits- zähler vorhanden sind, kann der Bedarf an Kondensatorleistung aus den monatlichen Stromrechnungen entnommen werden. Er berechnet sich aus :
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
tanᵠ2 ist abhängig vom cosj2 nach folgender Tabelle
Umrechnung von cosᵠ in 1/cosᵠ und tanᵠ :
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Sind keine Blindarbeitszähler vorhanden, kann die Kondensatorleistung durch den Einsatz von Blind- und Wirkleistungsschreibern ermittelt werden.
Beispiel :
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
1. Bei einer Unkompensierten Anlage errechnen sich folgende Werte :
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
2. Bei einer Kompensierten Anlage errechnen sich folgende Werte :
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Häufig gestellte Fragen
Was ist das Hauptproblem, das im Text "Allgemeine Grundlagen" behandelt wird?
Der Text behandelt das Problem der Blindleistung in elektrischen Netzen und die Notwendigkeit, den Leistungsfaktor (cosj) zu verbessern, um die Energieübertragung effizienter zu gestalten.
Warum ist die Kompensation von Blindleistung wichtig?
Die Kompensation von Blindleistung ist wichtig, weil ihr Transport unwirtschaftlich ist und zusätzliche Betriebsmittel wie Generatoren, Leitungen und Transformatoren beansprucht. Durch die Reduzierung der Blindleistung werden Übertragungsverluste verringert, Energiekosten gesenkt und die Kapazität der bestehenden Infrastruktur besser ausgenutzt.
Welche drei Möglichkeiten zur Verbesserung des Leistungsfaktors werden im Text genannt?
Die drei genannten Möglichkeiten sind: 1. Verbesserung mit Hilfe von Kondensatoren, 2. Verbesserung durch umlaufende Phasenschieber und 3. Verbesserung durch Zuschalten von Wirkleistung.
Warum wird die Kompensation mit Kondensatoren im Text besonders hervorgehoben?
Die Kompensation mit Kondensatoren wird hervorgehoben, weil sie eine weit verbreitete und praktikable Methode zur Blindstromkompensation im Niederspannungsnetz ist. Die anderen Methoden (Phasenschieber und Zuschalten von Wirkleistung) werden als weniger gebräuchlich oder unter speziellen Bedingungen sinnvoll dargestellt.
Wie kann die benötigte Kondensatorleistung bestimmt werden?
Die benötigte Kondensatorleistung kann entweder durch Berechnung auf Basis der installierten Wirkleistung und der gewünschten Leistungsfaktoren ermittelt werden, oder durch Messungen in bestehenden Anlagen. Bei Anlagen im Projektierungsstadium kann näherungsweise von Asynchronmotoren mit einem mittleren Leistungsfaktor von cosᵠ = 0,7 ausgegangen werden.
Wie wirkt sich die Kompensation auf die Übertragungsverluste aus?
Durch die Kompensation verringert sich die übertragene Scheinleistung, und die ohmschen Übertragungsverluste nehmen mit dem Quadrat der Ströme ab. Dies führt zu einer effizienteren Energieübertragung.
Welche Formeln werden zur Berechnung der Kondensatorleistung verwendet?
Im Text werden Formeln zur Berechnung der Kondensatorleistung basierend auf den Leistungsfaktoren vor und nach der Kompensation (cos ᵠ1 und cos ᵠ2) sowie zur Abschätzung der Kondensatorleistung basierend auf der Wirkleistung in Projektierungsphasen und zur Berechnung aus den monatlichen Stromrechnungen (Wirk- und Blindarbeit) angegeben.
Was bedeutet Einzel-, Gruppen- und Zentralkompensation?
Der Text erwähnt, dass Kondensatoren zur Einzel-, Gruppen- oder Zentralkompensation eingesetzt werden können. Es werden keine weiteren Details zu den Bedeutungen der Einzel-, Gruppen- und Zentralkompensation im Text gegeben.
Was ist der Unterschied zwischen Wirkleistung und Blindleistung?
Wirkleistung ist die nutzbare Energie, die in andere Energieformen umgewandelt wird. Blindleistung hingegen wird von Geräten wie Motoren und Transformatoren benötigt, um Magnetfelder aufzubauen, wird aber nicht direkt in nutzbare Energie umgewandelt. Ihr Transport ist unwirtschaftlich.
- Quote paper
- Olaf Böcker (Author), 1998, Kompensation von elektrischen Anlagen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/98752
