Die Blindleistung ist eine unnötige Belastung und ein unnötiger Kostenfaktor

Sie wirkt sich nachteilig auf die Effizienz der Elektroinstallation aus

Heute kommt Blindleistung in vielen Anlagen vor. Sie stellt eine zusätzliche Belastung für die Installation, die Ausrüstung und die Transportinfrastruktur (Kabel, Rohre) dar. Die eingeleiteten Blindströme müssen sowohl durch die Elektroinstallation als auch durch den Transformator transportiert werden. Dies geht zulasten der Gesamttransformatorleistung (kVA). Darüber hinaus führen diese Blindströme auch zu Wärmeverlusten in der Elektroinstallation. Wenn der Blindverbrauch zu hoch ist, kann der Stromversorger eine Art Strafe verlangen, weil dies auch für den Netzbetreiber und den Stromversorger zusätzliche belastende Ströme sind.

Blindleistung kann nur im lokalen Netzwerk entstehen und nur vom Endbenutzer verursacht werden. Diese Blindleistung führt jedoch zu einem Blindstrom durch alle oberirdischen Anlagen bis hin zum Stromversorger. Sie wirkt sich negativ auf Effizienz und Leistung aus und führt zu unnötigen (Energie-)Verlusten und Kosten. Die Lösung besteht aus der Installation einer Blindleistungs-Kompensationslösung und/oder eines passiven oder aktiven harmonischen Filters.

Blindleistung - heating of cabels and components

 

Eine übermäßige Blindleistung kann diese Folgen haben:

  • Überlastung und Überhitzung der elektrischen Anlage und der angeschlossenen Komponenten (Kabel, Transformatoren, Verteiler usw.)
  • Notwendigkeit eines höheren Anschlusswertes beim Netzbetreiber oder eines größeren Transformators
  • Unbeabsichtigtes Abschalten von Leistungsschutzschaltern und damit verbundenen Betriebsprozessen
  • Eine unnötig hohe Stromrechnung aufgrund von Energieverlusten
  • Eine Geldbuße vom Stromversorger

Außerdem kann die Blindleistung die Spannungs- und Stromqualität (Stromqualität) beeinträchtigen.

 

Scheinleistung im Vergleich zu Blindleistung

Ein Teil der elektrischen Leistung wird immer sinnvoll genutzt. Dies wird als Wirkleistung oder tatsächliche Wattleistung (kW) bezeichnet. Die tatsächliche Wattleistung wird in der Anlage in mechanische Energie (Motor), Licht (Lampe) oder thermische Energie (Wärme oder Kühlung) umgewandelt. Allerdings geht immer ein Teil der Leistung verloren. Das ist die Blindleistung oder Blindwatt (kVAr). Diese Leistung wird benötigt, um magnetische und elektrische Felder zu erzeugen, die für den reibungslosen Betrieb von Geräten wie Transformatoren, Vorschaltgeräten und Gasentladungslampen notwendig sind.

Durch die Blindleistung steigt die Scheinleistung, die Belastung und die minimal erforderliche Leistung der elektrischen Infrastruktur. Es wird mehr Anschlusskapazität benötigt, schwerere oder mehr Transformatoren, dickere Kabel, mehr Kupfer usw. Die Blindleistung verursacht aufgrund der höheren Energieverluste in der Anlage auch eine höhere Stromrechnung. Hinzu kommt, dass die Stromversorger die Kosten der aufgenommenen Blindleistung zunehmend an Endverbraucher weitergeben. Diese Geldbuße steht dann auf der Stromrechnung.

Das obige Bild zeigt einen Vergleich mit einem vollen Bierglas (die Gesamt- oder Scheinleistung). Die Flüssigkeit (die Sie trinken) steht für die tatsächliche Leistung und der Schaum (das Nebenprodukt) für die Blindleistung. Das Glas steht für die Leistungsfähigkeit des Transformators. Das Bier selbst ist die nützliche oder tatsächliche Leistung. Der Schaum ist die nutzlose Blindleistung. Durch den Schaum (Blindleistung) wird mehr Inhalt des Glases (Transformator) verbraucht, als tatsächlich benötigt wird. Wenn Sie mehr Bier (Leistung) brauchen, sollte das Glas durch ein größeres Glas (größerer Transformator) ersetzt werden. Stattdessen kann der Schaum auch vermindert werden (Senkung der Blindleistung), sodass im vorhandenen Glas (vorhandener Transformator) mehr Platz für zusätzliches Bier (Leistung) entsteht.
Die Schaum- oder Blindleistung kann durch die Installation einer Kondensatorbank (Blindleistungs-Kompensationslösung) gesenkt werden.

 

In welchen Situationen tritt KEINE Blindleistung auf?

Im Falle einer ohmschen Last wird die in der Anlage vorhandene Leistung direkt in nutzbare Energie umgewandelt. Beispiele dafür sind elektrische Öfen, Glühbirnen und Heizkörper. Der Strom ist in diesem Fall phasengleich mit der Spannung.

heating element ohmic load - NO reactive power

 

Wann tritt Blindleistung auf?

In jeder elektrischen Anlage kommt es mehr oder weniger zu Blindleistung. Das Vorhandensein davon steht in engem Zusammenhang mit dem immer stärkeren Einsatz von Elektronik und induktiven Lasten.

Inductive load welding robot - Reactive Power

 

Unter Blindleistung verstehen wir die folgenden Typen:

  1. Verschiebungsblindleistung: verursacht durch induktive und/oder kapazitive Lasten. Diese bewirken, dass der Strom hinter der Spannung hinterherhinkt (induktiv) oder dass der Strom der Spannung sozusagen vorausläuft (kapazitiv).
  2. Verzerrungsblindleistung: Dies ist der nicht gewünschte Teil der Scheinleistung, der mit der durch nicht lineare Lasten verursachten Oberschwingungsbelastung verbunden ist.

Auch eine Kombination dieser Typen ist möglich. Einige Lasten verursachen sowohl eine induktive als auch eine Verzerrungsblindleistung, z. B. in USV-Anlagen. Spezialwissen wird benötigt, um eine richtige Lösung oder eine Kombination von Lösungen zu bestimmen. HyTEPS verfügt über das erforderliche Knowhow, die Erfahrung und hochwertige Produkte, um Ihnen bei der Bestimmung dieser Lösung zu helfen.

 

Induktive
Blindleistung

Industry - Inductive reactive power

  • Diese Blindleistung entsteht aufgrund induktiver Lasten.
  • Sie tritt hauptsächlich in Anlagen mit vielen induktiven Lasten auf (z. B. bei Transformatoren und Schweißgeräten).
  • Das ist zum Beispiel bei Industrieanlagen der Fall.
  • Strom und Spannung sind nicht phasengleich; der Strom hinkt der Spannung sozusagen hinterher.

 

Kapazitive
Blindleistung

Datacenter - Kapazitive Blindleistung

  • Diese Blindleistung entsteht aufgrund kapazitativer Lasten.
  • Sie tritt hauptsächlich in Anlagen mit viel Elektronik auf, aber auch in Anlagen mit überdimensionierten Kondensatoren.
  • Beispiele dafür sind Rechenzentren, Krankenhäuser und Tunnel.
  • Strom und Spannung sind nicht phasengleich; der Strom läuft sozusagen der Spannung voraus.

Kapazitive Blindleistung

 

Verzerrungsblindleistung

Frequentieregelaars Gelijkrichters - Verzerrungsblindleistung

  • Diese Blindleistung entsteht aufgrund harmonischer Komponenten im Strom.
  • Sie tritt hauptsächlich in Anlagen mit (vielen) nicht linearen Lasten (Gleichrichter, Wechselrichter, USV) auf.
  • Das gilt auch für Niederspannungsanlagen.
  • Oberschwingungsströme verursachen Verzerrungen in der Spannung, sodass es zu Verzerrungen in der Spannung kommt.

Verzerrungsblindleistung

 

Die Blindleistung ist mit dem Leistungsfaktor und Power Factor verbunden

Der Leistungsfaktor ist das Verhältnis zwischen der tatsächlichen (Wirk-)Leistung und der Scheinleistung (Gesamtleistung) in einer Wechselstromanlage. In einer idealen Situation beträgt der Leistungsfaktor 1. Spannung und Strom sind gleichphasig; die Wirkleistung entspricht in diesem Fall der Scheinleistung. Aufgrund des Vorhandenseins der induktiven und/oder kapazitiven Blindleistung erhöht sich die Scheinleistung und der Leistungsfaktor wird <1.

Der Leistungsfaktor ist Teil des Power Factor. Der Leistungsfaktor ist eine Kombination aus dem eigentlichen Leistungsfaktor (cos φ) und der Oberschwingungsbelastung(THD; gesamte harmonische Verzerrung). In Anlagen mit nicht linearen Lasten treten Oberschwingungen auf, die zu einer Verformung der Sinusform des Stroms führen. Die Summe aller Oberschwingungsströme kann zu einer Verzerrung der Spannung führen.
Bei abnehmendem Leistungsfaktor oder Power Factor ist eine immer größere Strommenge erforderlich, um die gleiche tatsächliche Leistung bei gleicher Spannung zu liefern. Ein zu niedriger Leistungsfaktor verursacht eine unnötige Belastung des Netzes, zusätzliche Verluste in den Transportkabeln und kann zu gefährlichen Situationen führen.

 

Lösung zur Reduzierung der Blindleistung

Blindleistungskompensation

Die Lösung zur Blindleistungskompensation, auch als Kondensatorbank bezeichnet, kann zur Kompensation der induktiven Blindleistung und der damit verbundenen Optimierung des Leistungsfaktors verwendet werden. Diese Lösung zur Blindleistungskompensation stellt die für die induktiven Lasten benötigte Energie bereit. Es wird also keine Blindleistung mehr aus dem Netz aufgenommen. Der Strom hinkt der Spannung jetzt also nicht mehr hinterher – Strom und Spannung sind phasengleich. Wenn Sie eine Geldbuße für Blindleistung zahlen, lässt sich so eine Kondensatorbank oft innerhalb von 1-2 Jahren zurückverdienen.

HyTEPS hilft Ihnen bei der Senkung von Blindleistung und Kosten

Wir verfügen über das Wissen, die Erfahrung und qualitativ hochwertige Produkte, um Ihre Blindleistung zu vermindern. Durch Messungen verschaffen wir uns einen Einblick in die Situation innerhalb Ihrer spezifischen Anlage. Dadurch sind wir in der Lage, die optimale Lösung für Sie zu gestalten und Sie darüber zu beraten.

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