Kompensationsanlagen

Blindleistung belastet oder überlastet unnötig das Netz und Leitungen.

Ab 40% Blindleistung Q wird ein Blindleistungszähler benötigt ( 4,5Rp / Kvar )

Einzelkompensation:        -Wird direkt auf die Klemmen des Verbrauchers angeschlossen

                                         -Aber mehrere kleine sind teurer als eine grosse Anlage

Gruppenkompensation:  -Mehrere Geräte sind auf einer Komp. Anlage angeschlossen

                                        -Komp. Anlage nur mit Verbraucher in Betrieb, günstiger als Zentralkomp.

                                        -Zuleitungen zu den einzelnen Verbraucher nicht entlastet.

Zentralkompensation:     -Mit automatischer Regulierung ausgerüstet. Anpassung an Blindleistungsbedarf

                                       -Nachträgliche Erweiterungen sind relativ einfach.

                                       -Zuleitungen zu den einzelnen Verbraucher nicht entlastet.

10-15 Jahre

Kommt auf die Last an. Spitzenlast oder gleichmässige Last!

Ziel: 0,92 ( 22 Grad )

1.    Zu kompensierende Blindleistung bestimmen!

Entweder es steht schon auf der EW-Rechnung oder man misst S und den cosphi 1 mit dem cosphi meter 

cosphi1 angenommen  0,7

gewünschter cosphi 2   0,92

Dann Blindleistung mit dem gewünschten cos phi berechnen Qc=P(tanphi1−tanphi2)

2.  Benötigte Kapazität berechnen:   Faustformel: 230V/400V  ---  60/20mikroF pro kVar

                                                          Formel: Ctot = Qc x 10`000`000 / U x U x 2 x phi x 50Hz

3. Anlage mit Lieferant auslegen:

-1 oder 3 Phasig ?

-400V oder 230V?

-Schaltstufen, je nach Lastgang 50kVar, 25, 12.5 usw. je mehr Stufen umso teurer die Anlage

ca 100.-

4,5 Rp/h

Es können Überspannungen entstehen.

Deshalb sind bei zentralen Komp. Anlagen Überspannungsrelais vorzusehen, welche die Kondensatoren bei 10% erhöhter Spannung sofort die Kondensatoren ausschalten.

Ja, mit einem Aktivfilter ( OSF Oberschwingungsfilter )

Der Aktivfilter analysiert aus dem verunreinigten Netz die Oberschwingungen und liefert den gegenphasigen Kompensationsstrom um wieder einen sauberen Sinus zu erhalten.

230V: ca. 60mikroF

400V: ca. 20mikroF

2x Blindleistung der Anlage Bsp. 7 kVA =14A enspricht einer 16A Sicherung

In einen Aussenleiter (bei der Zuleitung zum Leistungsschalter einer HV oder zur Bezügersicherung) wird der Strom mittels Stromwandler gemessen.

Je nach höhe des Stroms werden die verschiedenen Stufen (Kondensatoren) über die Schützenkontakte zu oder abgeschaltet.

Die Kapazität der Kondensatoren kann um Faktor 3 verringert werden.

Einzelkompensation:      Ab ca 7500Kvar/h oder 300Fr Blindstrom pro Jahr

Zentralkompensation:     Ab ca 20`000 Kvar/h oder 1000Fr Blindstrom pro Jahr

Amortisation ca 3-4 Jahre

Für die höheren Frequenzen der Oberschwingungen stellt der Kondensator einen kleineren Widerstand dar als bei Nennfrequenz von 50 Hz. Folglich werden die Kondensatoren und alle anderen Netzteile zusätzlich zum Nennstrom mit Oberschwingungsströmen höher belastet.

Die Kondensatoren sind so ausgelegt, dass sie ohne unzulässige Ewärmung den 1,3-fachen Nennstrom und die 1,1-fache Nennspannung führen können. Werden die Grenzbedingungen überschritten, so sind Kondensatoren mit höherer Nennleistung einzusetzen.

Wesentlich gefährlicher als die beschriebene Stromüberlastung sind Resonanzerscheinungen durch Oberschwingungen.

Massnahmen: Verdrosselung der Kondensatoren!
 

Um die Resonanzeffekte zu vermeiden, schaltet man eine Drossel mit dem Kompensationskondensator in Serie. Der aus Drosselspule und Kondensator gebildete Serieschwingkreis (Saugkreis) wird auf eine Resonanzfrequenz abgestimmt und wirkt wie ein Filter welcher die betreffenden Oberwellen kurzschliesst.

Serie:    -----www-----ll-------

Paralell:           

 -- I----wwwww-----------I------

     I---------II-----------------I

Prinzimschema

Sperdrossel! TRE Signal kann sonst gestöhrt werden! 

1. Kondensatoren saugen das TRE Signal auf:

Das Rundsteuersignalwird durch den Kondensator abgeschwächt. Da die kapazitiven Blindwiderstände Xc der Kondensatoren mit wachsender Frequenz f kleiner werden, kann das Rundsteuersignal soweit abgeschwächt werden, dass die Empfänger nicht mehr ansprechen.

2. Überhöhte Spannungspitzen ( Resonanzerscheinung ):

Das Rundsteuersignal wird durch den Kondensator stark überhöht. Dies ist dann der Fall, wenn die Kapazität des Kondensators mit der lnduktivität des Netzes einen Serieschwingkreis bildet. lnfolge Resonanzerscheinung kann eine unzulässig hohe Steuerspannung in der Umgebung des Kondensators entstehen und damit am Rundsteuerempfänger auftreten.

Massnahmen: Drossel einbauen um einen Sperrkreis in der Komp. Anlage zu bilden. 

Verdrosselte Kompensationseinrichtungen erreichen in der Regeleine ausreichende Spernrirkung gegen alle Rundsteuerfrequenzen > 280Hz

Reihenschwingkreis (Saugkreis)

Parallelschwingkreis (Sperrkreis)

Sperrkreise mit transformatorischer Ankoppelung benötigen die kleinste Induktivität XL. Die Parallelschaltung von L und C bildet für die Tonfrequenz einen Parallelschwingkreis (Sperrkreis).

Bei Komp.anlagen mit einer Leistung von weniger als 10 kVar und einer Rundsteueranlage mit einer Tonfrequenz <350Hz (BKW 316.7Hz) kann im allgemeine auf Sperrmassnahmen verzichtet werden. Komp.anlagen von mehr als 25kVar Leistung müssen generell verdrosselt werden.

Resonazfrequenz: Dies ist die Eigenfrequenz des Schwingkreises (Induktivität und Kapazität legen die Eigenfrequenz eines Schwingkreises fest).

Saugkeis: Mit dem Reihenschwingkeis kann man in einem Frequenzgemisch die Resonanzfrequenz kurzschliessen und unterdrücken. D.h. der Saugkreis saugt Oberschwingungen am Entstehungsort ab.

Sperrkreis: Den Parallelschwingkreis verwendet man, um aus einem Frequenzgemisch, die Resonanzfrequenz, herauszusieben.

-Schützensteuerung oder Thyristorensteuerung

Vorteil Thyristorensteuerung:

-Echtzeitkompensation / hohe Geschwindigkeit

-keinen mech. Verschleiss von Schützenkontakten

-Thyristor ist wartungsfrei ( Schützen entfallen )

Einsatz von Thyristorensteuerung:

-Schnell ändernde Lasten

-Wenn Apperate schnelle Stromänderungen nicht ertragen ( EDV )

Vorteile:

- einfache Installation

- keine Entladewiderstände notwendig bei Direktanschluss (Entladung über die Motorenwicklung)

- Zuleitung und Schalter sind vom Blindstrom entlastet

Nachteile:

- Motor mit Bremsfunktion wirkt als Generator (Kondenstoren wirken als Erreger)

- Der Motor mit Ster-Dreieck-Anlauf benötigt einen 4. Schütz, damit die Kondensatoren erst in der Dreickschaltung zugeschalten werden

- Weil die Kondensatoren bei einer Ster-Dreieck-Anlaufvorrichtung sich nicht über die Motorenwicklung entladen können, sind separate Entladewiderstände notwendig

Vorteil:

- kleinere Kapazität als bei der Einzelkompensation

- Niedrige Kompensationskosten

- Herabsetzen der Verluste und der Spannungsabfälle in den Verteinetzen

Nachteil:

- Blindleistungsregler notwendig, damit nicht überkompensiert wird (ansteigen der Netzspannung). Bei Überkompensation werden die Kondensatoren abgeschaltet.

- Zuleitung zu den einzelnen Verbrauchern von Blindstrom ist nicht entlastet

- In der Regel für jede Gruppe besondere Überstromunterbrecher, Schalter und Entladewiderstände erforderlich

Vorteile:

- Beste Ausnutzung der Kompenastionleistung

- Durch automatische Regelung optimale Anpassung an den Blindleistungsbedarf

- Nachträgliche Installation oder Erweiterung relativ einfach

Nachteile:

- Die Anlage zwischen dem Anschlusspunkt der Zentralkompensation und den einzelnen Verbrauchern werden von der Blindleistung nicht entlastet.