Blindleistungskompensation

Bei der Blindleistungskompensation (oder auch Blindstromkompensation genannt) wird der Blindstrom und die damit verbundene Blindleistung in elektrischen Verbrauchern reduziert um den Leistungsfaktor zu verbessern.

Das Ausgleichen der induktiven Blindleistung durch kapazitive Blindleistung nennt man kompensieren.'

Die Blindleistung für eine Drossel (Elektrotechnik) z.B. muss das Netz liefern. Erzeugeranlagen, Leitungen, und Übertragungseinrichtungen werden dadurch zusätzlich belastet. Bei Kompensation verringert sich der Anteil der Blindleistung im Netz um die Blindleistung des Kompensationskondensators oder der Kompensationsanlage.

Durch Kompensieren der Blindleistung werden Erzeugeranlagen und Energieübertragungseinrichtungen entlastet. Blindleistung wird zur Erzeugung elektromagnetischer Felder benötigt, da sich diese Felder aber kontinuierlich Auf- und wieder Abbauen, pendelt die Blindleistung nur zwischen Erzeuger und Verbraucher. Sie kann im Gegensatz zur Wirkleistung nicht genutzt werden, d.h. in eine andere Energieform umgewandelt werden und belastet somit nur den Erzeuger und das Stromversorgungsnetz. Zudem entstehen Verluste, da der Widerstand aller Kabel und Leitungen nicht null ist. Durch die Blindströme fällt damit Leistung an den Kabeln und Leitungen in Form von Wärme ab.

Theoretische Betrachtung

Im technischen Bereich sind elektrische Verbraucher meist ohmsch-induktiv, d.h. in den Verbrauchern überwiegt die Wirkung eines magnetischen Feldes und es wird induktive Blindleistung verbraucht, daher erfolgt eine Blindleistungskompensation durch Parallelschalten von Kapazitäten, die ihrerseits kapazitive Blindleistung benötigen. Eine Reihenschaltung mit dem Verbraucher ist nicht ratsam, da so ein Reihenschwingkreis entstehen würde, der nahe seiner Resonanzfrequenz betrieben wird.

Beschreibungstext

Durch die Kompensationsanlage pendelt die Blindleistung zum großen Teil zwischen Verbraucher und Kompensationsanlage. Das Versorgungsnetz wird weniger belastet.

Die für die Belastung des Versorgungsnetzes maßgebliche Größe der Scheinleistung S ist die geometrische Summe aus Wirk- und Blindleistung.

${\underline {S}}=P_{gesamt}+j(Q_{gesamt})$

$S={\sqrt {P^{2}+Q^{2}}}$

Die Gesamtblindleistung setzt sich aus induktiven und kapazitiven Blindleistungen des Verbrauchers zusammen, da kapazitive Blindleistung jedoch per Definition negativ ist, kann die Gesamtblindleistung geringer sein, als die Beträge der einzelnen Blindleistungen.

$Q_{gesamt}=\ Q_{L}\ +Q_{C}$

Der Blindleistungsanteil wird in der Regel auf einen Leistungsfaktor $\cos \varphi$ von etwa

$\cos \varphi =0,85-0,95$ (induktiv)

kompensiert. Keinesfalls darf höher und damit in die Nähe der Resonanz kompensiert werden. Eine vollständige Kompensation ist außerdem aufgrund der schwankenden Belastung eines elektrischen Verbrauchers praktisch unmöglich.

Reichen Kapazitäten zur Erzeugung der benötigten kapazitiven Blindleistung nicht mehr aus, so werden Blindleistungsgeneratoren (Phasenschieber) verwendet.

siehe auch: Blindleistung, Scheinleistung, Wirkleistung, Blindwiderstand, Phasenverschiebung, komplexe Wechselstromrechnung, Wikipedia:Liste elektrotechnischer Themen