Elektromeister TPA Kapitel 3

Trafos: Vielfach wird der Netztrafo nur durch das Verteilnetz kompensiert. Da ansonsten Überspannungen bei geringer Last auftreten. Weitere Problem können Oberschwingungen sein wenn der Trafo kompensiert ist. Kabelkapazitäten: 0.1µF/km und mit geerdetem Metallmantel 0.3µF/km. Nach Abschaltung herrschen noch grosse Kapazitäten.

Mehrere Induktive Verbraucher werden zusammen kompensiert. Ein Stromwandler steuerte ein Blindleistungsrelais damit keine Überkompensation entsteht. Achtung: Zuleitungen müssen grösser gewählt werden als bei Einzelkompensation.

Vorteile: Niedrige Kompensationskosten Herabsetzung der Verluste und der Spanungsabfälle in den Verteilnetzen Nachteile: Zuleitung zu den einzelnen Verbrauchern nicht entlastet. In der Regel für jede Gruppe besondere Überstromunterbrecher, Schalter und Entladewiderstände erforderlich.

Wird bei grösseren Betrieben mit schwankendem Blindleistungsbedarf eingesetzt. Kondensatorkapazität wird in mehrere Einheiten aufgeteilt und wird stufenweise geschaltet (meist 6Stufen zu 10-20%, werden zyklisch belastet). Damit ein Pendeln zwischen der Stufen verhindert wird ist der Ansprechwert C/k Verhältnis 60-70% der kleinsten Stufe. Verbindungsleitungen werden dadurch nicht kompensiert. Ist jedoch wirtschaftlicher als Einzelkompensation. Erweiterung ist einfach zu Installieren.

Kompensationsanlagen müssen Anfang oder Ende der HV stehen oder separat. Dadurch muss nichts ausgeschalten werden bei Kontroll-, Ausbau- und Änderungsarbeiten. Sammelschienen sollten nicht durch ein Kompensationsfeld geführt werden, Revisionsarbeiten können dadurch spannungsfrei gemacht werden.

Schreinerei, mech. Werkstatt, Maschinenfabrik, Schweisstrafos 0,4-0,5 Verwaltung, Schulen dgl. (FL unkompensiert) 0,5-0,6 Spitäler, Verkaufsläden, Metzgereien, USV-Anlagen 0,6-0,7 Hotel, Restaurant, Kühlhäuser, Wärmepumpen 0,7-0,8

Vorteile: Beste Ausnutzung der Kompensationsleistung Durch automatische Regulierung optimale Anpassung an den Blindleistungbedarf Nachträgliche Installation oder Erweiterung relativ einfach Nachteil Die Anlage zwischen dem Anschlusspunkt der Zentralkompensation und den einzelnen Verbrauchern werden von der Blindleistung nicht entlastet ?

Kap. 3 / S.17

Blindleistungsregler berechnet das Wirk und Blindleistungsverhältniss im Netz und schaltet bei Abweichungen vom eingestellten Sollwert die jeweiligen Stufen der Kondensatoren automatisch zu oder ab. Der Blindleistung wird an der Einspeisestelle über Stromwandler (5A) gemessen. Meistens im L1.

Exakte Regelung, meist 5-10 Stufen ; mittlere Anlagen meistens 6 Stufen. Die Grösse der Stufen sind etwa 10-20% der Gesamtblindleistung. Für abwechselnde Leistungsstufen zu schalten sorgt ein Kreisschaltprogramm. So wird jede Stufe zyklisch gebraucht.

Sparschaltung: Kondensatorenleistung im Verhältnis 1:2:4 also in 7 Stufen schalten möglich. Varianten: 1; 2; 4; 1+2; 1+4; 2+4; 1+2+4 Beispiel: 1=20µF / 2=40µF / 3=80µF Folgeschaltung: Kondensatorenleistung alle gleich. 1:1:1:1:1:1 immer beginnend mit der Stufe 1+2+3. Kreisschaltung: Kondensatorenleistung alle gleich. 1:1:1:1:1:1immer abwechselnd beginnen.

Bei Netzunterbruch wird die Anlage durch Nullspannungsauslösung ausgeschaltet. Bei der Wiederkehr vom Netz wird die Anlage nach einer Minute stufenweise zugeschaltet

Der c/k – Wert wurde zur Programmierung der Schaltempfindlichkeit alter Regler verwendet um ein Pendeln zu verringern. c/k = Leistung der ersten Stufe / Wandlerübersetzung Beispiel: Anlage 100kVar, 1. Stufe 10kVar, Wandler 200/5A (Verhältnis = 40) c/k = 10/40 = 0,25 Dieser Wert muss bei heutigen Reglern nicht mehr programmiert werden, der wird automatisch bestimmt und hinterlegt ( Bei heutigen Anlagen wird das C/k Verhältnis automatisch durch Thyristoren eingestellt und nicht mehr durch Schütze).

PCB Polychloriet Biphenyle wurden bei Kondensatoren und Trafos als Isolierflüssigkeit eingesetzt. War jedoch sehr giftig und wurde 1983 verboten und seit 1998 überall ersetzt worden. Achtung spezielle Entsorgung

Schaltgeräte (Thermorelais) müssen den 1.43-fachen Nennstrom führen können. Sicherungen werden nur träge verwendet mit 1.5 bis 2-fachen Nennstromstärke.

Entstehen oft durch: - Gleichrichter - Stromrichter mit Thyristoren - Drosselspulen - Trafos - Phasenanschnittsteuerungen ? Dimmer FL oder Drehzahlregler Motoren - Stromrichter (Gleichrichter) erzeugen die grössten Oberwellen in Rechteckform

• Neutralleiterstrom wird grösser als Polleiterstrom weil viele gleiche Maschinen zb. PC am Netz angeschlossen werden. Pulszahl gibt an, wie oft in der Periode eine Gleichrichtung stattfindet. • Erhöhte Verlustleistungen, zusätzliche Erwärmung von Motoren, Trafo, Kondensatoren. • Störung Steuerung Stromrichter ? Verschiebung Nulldurchgang • Zusätzliche Strombelastung von Netz und Geräten ? Vorzeitige Alterung • Blindleistungserzeugung der Stromrichter ? Verzögerung Stromfluss

• Die Oberschwingungen hängen von der Pulszahl des Gleichrichters ab. Pulszahl gibt an, wie oft in der Periode eine Gleichrichtung stattfindet. • 230V 2 Pulsig 1, 3, 5 Oberschwingung (Grätzschaltung) • 400V 6 Pulsig 5,7,11,13 Obeschwingung ( Drehstrom mit 6 Dioden)

Die Ordnungszahl gibt uns das Verhältnis der Oberschwingungsfrequenz zu der Netzfrequenz. Beispiel : Oberschwingungsfrequenz 250Hz / Netzfrequenz 50Hz ? 5:1

Oberschwingungsströme werden dem Netz aufgezwungen und rufen an den Netzwiderständen Oberschwingungsspannungen hervor, die sich der ursprünglichen sinusförmigen Netzspannung überlagern und diese verzerren. Oberschwingungsstrom : Iv = (1:v) x I Beispiel: (1.3) x 100% I = 33% Iv ? Itotal = I + Iv

Zulässige Anschlussleistung ohne spezielle Bewilligung 230V 0.7kVA 400/230V 1.2kVA 400V 3.6kVA

EVG Energiesparlampen haben Netzseitig einen Gleichrichter welcher Oberschwingungen erzeugt. Mehr als 20 Lampen installiert ? Auf 3 Phasen aufteilen. Durch das aufteilen auf die Phasen, unterschiedliche Amplitudenzahl ? Phasenopposition

OSF = Oberschwingungsfilter Anwendung: - Bei NS Netzen mit hohen Oberschwingungsanteil . - Umrichterantriebe mit grossem Oberschwingungsanteil - Einphasennetze mit grossem Anteil 3.harmonische ( PC / Energiesparlampen) - Neutralleiterstrom durch arithmetische Addition der Oberschwingungsströme

Wie: Parallel zu den Oberschwingungserzeugern anschliessen, dadurch analysiert der Filter den erzeugten nichtlinearen Oberschwingungsstrom und liefert den gegenphasigen Kompensationsstrom

Grosse Frequenzen durch Oberschwingungen ergeben einen kleineren widerstand als bei 50Hz. Kondensator wird zusätzlich zum Nennstrom durch Oberschwingungsströme belastet.

Drossel mit Kondensator Kompensation ? Serieschaltung von Spule und Kondensator daraus entsteht ein Serieschwingkreis der sogenannte Saugkreis.

Durch einen Serieschwingkreis. Der Serieschwingkreis wird auf eine Resonanzfrequenz abgestimmt, die unterhalb der niedrigsten vielfach den 5 Oberschwingungen liegt. Zirka 200- 220Hz. 90% dieser Oberschwingungsströme können durch die Drossel aufgenommen und in Wärme abgegeben werden. (vernichtet werden)

Auslegung der Verdrosselung ist von der Rundsteuerfrequenz des Netzes abhängig. Das heisst Verdrosselungsfrequenz so wählen das keine Rundsteueranlagen gestört werden.

Merke Kompensationsanlagen verdrosselt machen keine Probleme für Signale RSE. EW senden Signale mit 150Hz bis 2000Hz und 5-10V. Problem: Je höher die Frequenz um so kleiner ist der Widerstand Xc eines Kondensators. Das heisst das RS Signal wird in einer Kompensation kurzgeschlossen. Um dies zu vermeiden muss eine Tonfrequenzsperre vor die Kondensatoren eingebaut werden.

Sie werden bei kleineren Anlagen bis ca. Qc = 3kvar angewendet. Bei grösseren Blindleistungen sind Sperrdrossel zu teuer. Grössere Anlagen benötigen Sperrkreise. Sperrkreise benötigen die kleinste Induktivitäten XL. Die Parallelschaltung von L und C bildet für die Tonfrequenz einen Parallelschwingkreis (Sperrkreis ). Bei Komp. Anlagen < 10kVar mit RSE Signal < 350Hz kann auf Sperrmassnahmen verzichtet werden. Komp. Anlagen > 25kVar müssen verdroselt werden.

Verwendung: Wenn Wechselspannungen mit hohen Frequnzen zB Funkstörspannungen, unterdrückt und Wechselspannung mit niedriger Frequenz zB die Netzfrequenz beeinflusst werden soll. Die niederfrequenten Wechsel- bzw Gleichspannungen wird nicht beeinflusst. Eingangsspannung U1 und Ausgangsspannung U2 ist auch ein frequenzabhängiger Spannungsteiler.

Kap. 3 / S.26

NEA = Netz Ersatz Anlage EEA = Energie Erzeugungs Anlage USV = Unterbruchsfreie Stromversorgung

Kein öffentliches Netz Keine Versorgungssicherheit Unzulässige Toleranzen Strom / Spannung