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FragenGET-Kompensation von Anlagen (Netzqualität)
[EAM/EMT]
Stichwort "Versautes Netz"
Kurz gesagt: Nicht alle Ströme sind reine schöne Sinuswellen. Es gibt viele Schaltungen, die ein "Eigenleben" haben und das wird immer häufiger. Reine Sinuswellen, die man mathematisch genau berechnen kann, werden mit sogenannten "Oberwellen verseucht". Wie sieht das nun aus?
Oberwellen zum Anschauen
Was ist Kompensation?
Praktisch wird durch Parallelschalten von Kondensatoren kompensiert. Das Problem sind dann hohe Frequenzen, bei denen die Kondensatoren im Resonanzfall fast einen Kurzschluss bilden, jedenfalls können sie bei hochfrequenten Strömen (Oberwellen) schnell überlastet werden. Siehe dazu das nächste Kapitel.
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Die induktive Blindleistung der Verbraucher kann von einem Kondensator geliefert werden:
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Zeigerdiagramm:
In der Praxis wird die induktive Blindleistung \( Q_L \) nur zum großen Teil durch die Kondensatorblindleistung \( Q_C \) kompensiert. Es bleibt ein Rest BLindleistung bestehen: \( Q_{rest} = Q_L - Q_C \). |
Vorteil:
Das Netz wird entlastet, da ein Teil des Stromes sozusagen direkt Vorort geliefert wird. Nachteil: Die parallel zum Netz geschalteten Kondensatoren können zwar schnell ihren Strom mit den zu kompensierenden Verbrauchern tauschen, aber bei höheren Frequenzen werden sie selbst zu unangenehm großen Verbrauchern. Siehe frequenzabhängige Widerstände. |
| Wechselstrom-: | Drehstromkompensation | |
|---|---|---|
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Einzelkompensation |
Kondensatoren in Stern |
Kondensatoren in Dreieck |
| Wirkleistung bleibt unverändert | ||
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\( P = U \cdot I \cdot cos\varphi_1\) |
\( P = \sqrt{3} \cdot U_L \cdot I_L \cdot cos\varphi_1\) |
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Es wird eine Gesamtlast kompensiert: \( Q_C = Q_L - Q_{rest}\) dabei ist \( Q_L = P \cdot tan\varphi_1\) und \( Q_{rest} = P \cdot tan\varphi_2 \) ...siehe Dreiecke oben das ergibt: \( Q_C = P \cdot tan\varphi_1 - P \cdot tan\varphi_2\) oder kurz und allgemein: \( Q_C= P \cdot (tan\varphi_1 - tan\varphi_2) \) |
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| Für die Gesamtkapazität gilt: | ||
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\(C = \frac {Q_C}{2 \cdot \pi \cdot f \cdot U^2}\) |
\(3 \cdot C_{Str} = \frac {Q_C}{2 \cdot \pi \cdot f \cdot {U_{Str}}^2}\) |
\(3 \cdot C_{Str} = \frac {Q_C}{2 \cdot \pi \cdot f \cdot {U_{L}}^2}\) |
Zahlenspiel