Kompensation Blindleistung Im Unterforum Grundlagen - Beschreibung: Grundlagen und Fragen für Einsteiger in der Elektronik
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BID = 13747
hochschwab Gelegenheitsposter
 
Beiträge: 51 Wohnort: Graz
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Hallo!
Zuerst mal möchte ich euch danken für die Hilfe die ihr da rund um die Uhr anbietet, ist wirklich ein Wahnsinn, danke!
Nun zum Problem: Das Ausgleichen der ind. Blindleistung (Ql)
durch kap. Blindleistung (Qc) nennt man kompensieren. Soweit ist alles klar. Auch der cos phi...usw.
Alles kein Problem. Aber der gr. Teil der Blindleistung pendelt zw. Verbraucher (Motor, Spule, Leuchtstofflampen etc.) und der Kompensationsanlage (Kondensator parallel) hin und her...???
Wie soll ich das verstehen? Was passiert mit diesen Strom, er kann doch nicht ewig pendeln..oder? Sollte ich richtig berechnet haben, ist der I nach der Kompensation doch niedriger, aber die Leistung vom Motor bleibt gleich.
Hat da wer eine normale Erklärung dafür?
Hab es soweit hoffentlich richtig verstanden, aber dieses pendeln versteh ich nicht, was sagt das EVU dazu?
Wenn meine Vermutung richtig ist, nimmt das EVU da doch Gewinnverminderung in Kauf, oder?
Wäre nett, wenn sich wer die Mühe machen würde und mir eine Erklärung geben könnte?
Liebe Grüsse, Andrea |
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BID = 13798
perl Ehrenmitglied
       
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Wie Du richtig schreibst, fließt zwischen dem C und dem L der Blindstrom. Und der Gesamtstrom verursacht auf dem ohmschen Leitungswiderständen und den ohmschen Widerständen der Trafo- und Generatorwicklungen RI2 Verluste.
Deshalb möchte man zumindest den Blindstrom nicht über die Leitungen transportieren, sondern alsbald loswerden, und ab einer gewissen (der Joe weiß das genau) Blindleistung schreibt das EVU auch die Kompensation beim Endverbraucher vor.
Ein kompensiertes System ist nicht anderes als ein verlustbehafteter Schwingkreis.
Wenn die Verluste nicht wären, also die Wirkleistung, pendelte die Energie tatsächlich immerzu, ohne weitere Energiezufuhr von außen, zwischen Induktivität und Kapazität hin- und her.
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 12 Feb 2003 18:54 ]
[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 12 Feb 2003 18:55 ] |
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BID = 13809
joe Schreibmaschine
    
Beiträge: 1747 Wohnort: Ba-Wü
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Also erstmal danke an Perl, er hat mir wieder viel abgenommen. Da ja der cos phi klar ist, ist ja auch klar das sich der Strom aus einem Blind und einem Wirkanteil zusammen setzt. Dieser Blind anteil pendelt tatsächlich immer zwischen dem Verbraucher und der Kompensations anlage hin und her. Und er pendelt so lange wie eingeschaltet ist, denn die Netzfrequenz bzw. der Netzstrom hält ja diesen Schwingkreis immer am laufen. Durch den Blind anteil erhöht sich natürlich der Gesamtstrom. Der höhere Gesamtstrom sorgt natürlich für höhere Verluste in den Leitungen, bedingt durch deren ohmschen Widerstand.
Das sollte natürlich nicht sein, denn es wird wertvolle Energie in sinnlose Wärme umgewandelt. Und da der Strom nach der Formel: P=I²*R quadratisch einfluss nimmt. Sollte man den Blindstrom so klein wie möglich halten.
Aber das hat je Perl alles schon gesagt. (Warum schreib ich das eigentlich noch mal?) (Egal!)
Das nach deiner Berechnung an einem Motor der Strom sinkt obwohl die leistung des Motors gleichbleibt, ist klar, denn du hast ja die Blindleistung dann mit einem Kondensator kompensiert. Aber diese Kompensation wirkt sich ja nur auf den Strom in der Netzzuleitung aus, es fliesst ja auch ein Strom vom Kondensator zum Motor, und wieder zurück, usw...
Also wenn man den Strom direkt in den Wicklungen oder am klemmbrett messen würde ist er immer noch genauso gross. Nur durch die Netzzuleitung wird der Strom kleiner, weil ja der Blindstrom nicht über die Netzleitung sondern direkt zum Kondensator fliesst. (Ich bin jetzt davon ausgegangen das der Kompensationskondensator direkt am Motor sitzt.)
Noch was zu den Motoren: Bei Motoren erzeugt nur der Wirkstrom (abzüglich der Wärmeverluste) das Drehmoment.
So das EVU nimmt keine Gewinnschmälerung in Kauf! Wer würde das schon tun?
Ein "normaler" Energiezähler so wie er in jedem Haushalt ist zählt nur Wirkleistung. Die Blindleistung der Haushaltsgeräte bezahlt man pauschal pro kWh mit.
Die Industrie erhält einen Blindleistungszähler, der zählt tatsächlich nur die Blindleistung in kvarh (kilovoltamperereaktivstunden). DAs Evu stellt dem Verbraucher dann diese kvarh's in Rechnung.
Die Industrie kompensiert dann freiwillig, blindleistung ist teuer.
Die Geräte des Endkunden sind meistens auf cos phi von 0,95 bis 0,98 kompensiert. Kompensation ist für den endkunden vorgeschrieben, ist aber kein problem, da alle Geräte im Haushalt meisten kompensiert sind.
Man unterscheidet zwischen:
-Einzelkompensation (Kompensation direkt am Verbraucher)
-Gruppenkompensation (Kondensatoratterie an der mehere Verbraucher angeschlossen sind.)
-Zentralkompensation: (Eine Zentrale Kondensatorbatterie für ein ganzes Gebäude als Beispiel.)
Achso: Man kompensiert niemals auf genau cos phi 1!!! Das wäre wäre dann ein Schwinkreis genau in der Resonanz! Das verursacht störungen, enorme Spannungsschwankungen beim Schalten, usw.....
Es wird meistens auf cos phi von 0,9 bis 0,98 kompensiert.
Da EVU kann mit seinen Generatoren kompensieren, und zwar anhand der Erregerspannung verhält sich eine Generator induktiv oder kapazitiv.
Alles Klar?
mfg Joe
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BID = 13817
perl Ehrenmitglied
       
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
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...Da EVU kann mit seinen Generatoren kompensieren, und zwar anhand der Erregerspannung verhält sich eine Generator induktiv oder kapazitiv....
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Daß man mit übererregten Drehstrommaschinen kapazitiven Blindstrom erzeugen kann, hab ich auch schon vernommen. Kannst Du das mal so erklären, daß es ein kleiner Dummer versteht ?
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BID = 13819
hochschwab Gelegenheitsposter
 
Beiträge: 51 Wohnort: Graz
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Hallo!
Danke für die schnellen Antworten, leider fange ich mit einen Reihenschwingkreis nicht viel an. Dieses Modul wurde uns aus dem Unterricht genommen.
Aber wenn ich es richtig verstehe, hab ich ind. und kap. R und den ohmschen R.. z.B.Wärme, könnte Reihenschwingkreis ergeben, oder??
Transformator fehlt mir leider noch die Fachkunde, hab ich erst nächste Woche. Hab versucht das Kapitel durchzulesen, aber kann es nicht richtig verstehen..
Danke trotzdem für die Auskunft auf meine Fragen, also Kompensieren auf ~ cos. 98! Sozusagen thermischer Leitungsschutz aufgrund von Netzrückwirkungen infolge hoher Ströme, die keinen von Nutzen sind.
Danke. Liebe Grüsse, Andrea
Liebe Grüsse, Andrea
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BID = 13822
perl Ehrenmitglied
       
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Wer hat von Reihenschwingkreis gesprochen ?
Der Motor ist R und L in Reihe geschaltet. R sorgt gemäß P=RI2 für Wirkleistung, also Wellen-PS und Wärme, L sorgt für die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung.
Wenn Du dieser R-L Kombination einen Kondensator mit dem gleichen Wechselstromwiderstand wie dem von L parallelschaltest, heben sich die Blindströme auf.
Das ist auch allgemein die Bedingung für einen Schwingkreis: Resonanz tritt bei der Frequenz auf, bei der der kapazitive und induktive Widerstand gleich ist. Da sie gegeneinander um Pi phasenverschoben sind, ist die Summe der Blindwiderstände bei der Resonanzfrequenz 0.
Man kann übrigens auch mit einem in Reihe geschalteten Kondensator kompensieren. Das wird z.B. bei Leuchtstofflampen gemacht, vermutlich weil bei einem Kurzschluß des Kondensators die Lampe unkompensiert weiterläuft.
Bei der Reihenschaltung eines Kondensators ist allerdings Vorsicht und Kopfarbeit erforderlich, sonst qualmts !
Ich wills an einem Beispiel erläutern:
Angenommen ein 230V-Verbraucher hat einen induktiven Widerstand von 115 Ohm und einen ebenso hohen ohmschen Widerstand von 115 Ohm. Zusammen ist der Scheinwiderstand also Wurzel(1152 + 1152) = 162 Ohm.
Das ergibt bei 230 V einen Strom von 1,4 A.
Die Wirkleistung ist also 115*1,42 = 230 Watt.
Ohne zu rechnen sieht man, daß die Phasenverschiebung 45° ist und der cos(phi)=0,7.
Damit arbeitet der Motor, oder was immer, glücklich und zufrieden bis....und wenn er dann noch nicht gestorben ist, kommt der Moderator perl und kompensiert mit einem in Reihe geschalteten Kondensator von ebenfalls 115 Ohm (27 µF bei 50Hz).
Wie oben ausgeführt, addieren sich dann die Blindwiderstände zu Null, mit der Folge daß die vollen 230V am Wirkwiderstand erscheinen. Macht 2A oder 460 Watt Wirkleistung.
Das obige Beispiel fällt noch katastrophaler aus, je geringer der Wirkwiderstand ist. Es können gewaltige Ströme fließen, die zu ebenso gewaltigen Spannungsüberhöhungen an den Bauteilen führen.
Das wäre dann wieder ein Beispiel, daß "Gut gemeint" das Gegenteil ist von "Gut gemacht".
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 13 Feb 2003 1:08 ]
[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 13 Feb 2003 1:10 ]
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BID = 13870
joe Schreibmaschine
    
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Hallo Perl,
warum kann man mit über oder unterregung Blindleistung steuern?
Gute Frage, ich selbst habs nur zu 50% kapiert.
Aber ich versuchs mal:
Also, im Generatorenverbund unserer EVU's ist ja die Netzspannung so starr, das man bei einem oder ein paar Generatoren die Ausgangsspannung nicht mehr mit der Erregerspannung steuern kann. Das ist Vorraussetzung damit das überhaupt geht mit der Blindleistungssteuerung.
Gehen wir jetzt mal von 90° Phasenverschiebung aus:
Jetzt eilt der Strom der Spannung vor, bzw. nach.
Aufgrund dieser Stromverschiebung ändern sich natürlich auch die Magnetfelder im Ständer des Generators.
Dieses bewirkt natürlich noch mehr: Und zwar wird das Erregerfeld jetzt entweder geschwächt oder verstärkt, je nachdem ob induktive oder capazitive Last dran ist.
Wenn jetzt das Erregerfeld durch das "verschobene" Standerfeld verstärkt wird, nimmt man die Erregerspannung runter, und alles ist wieder in Butter.
Ich weiss, klingt alles etwas komisch, hab auch meine Probleme damit das nachzuvollziehen.
Wenn jemand etwas plausibleres hat immer raus damit.
mfg Joe
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BID = 13877
dos6510 Stammposter
   
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Zitat :
perl hat am 13 Feb 2003 00:37 geschrieben :
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Wer hat von Reihenschwingkreis gesprochen ?
Wie oben ausgeführt, addieren sich dann die Blindwiderstände zu Null, mit der Folge daß die vollen 230V am Wirkwiderstand erscheinen. Macht 2A oder 460 Watt Wirkleistung.
Das obige Beispiel fällt noch katastrophaler aus, je geringer der Wirkwiderstand ist. Es können gewaltige Ströme fließen, die zu ebenso gewaltigen Spannungsüberhöhungen an den Bauteilen führen.
Das wäre dann wieder ein Beispiel, daß "Gut gemeint" das Gegenteil ist von "Gut gemacht".
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Eigentlich stimmt doch der Gedanke mit den Serienschwingkreis: in Deinem Beispiel bilden L und C bei Kompensation selbigen Schwingkreis, der in Resonanz quasi ein Kurzschluss ist. Damit liegen nur 115 Ohm am Netz und auch das ergibt 460W!?
mfg
DoS
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BID = 13886
perl Ehrenmitglied
       
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@dos6510
Ja, und ?
Ich habe nur versucht deutlich zu machen, daß bei einer Reihenschaltung vom RLC Vorsicht geboten ist, während bei einer Parallelschaltung der Kompensationskapazität nicht viel passieren kann.
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BID = 14451
hochschwab Gelegenheitsposter
 
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Hallo, hab wieder mal eine Frage:
Hab nun sämtliche Berechnungen von den Kompensationen durch, aber warum bei einer Parallelschaltung des Kondensators nichts, bzw. weniger passiert, ist mir noch immer ein Rätsel.
Irgendwie fehlt mir da der Zusammenhang, bei der Reihenkompensation ist es mir klar, aber Parallel??
Ich glaub ich hab was grundlegendes beim Kondensator nicht verstanden, kann mir irgendwer weiterhelfen?
Was macht der Kondensator in der Parallelschaltung?
Hab sehr lange studiert, aber irgendwo fehlt mir der
aaahhhhhaaaaa Effekt.
Wäre nett wenn da wer eine Erklärung hätte
Liebe Grüsse, Andrea
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BID = 14460
dos6510 Stammposter
   
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Hi,
Aus den obigen Beiträgen haben wir erfahren, dass ein Serienschwingkreis in Resonanz quasi wie ein Kurzschluss wirkt, während ein Parallelschwingkreis quasi eine Sperre darstellt.
Jetzt mal Dir einfach mal einen Verbraucher mit Ohmscher und Induktiver Last auf, den Du kompensieren willst:
Liegt das C in Serie, liegt quasi R "allein" am Netz und dann krachts (wie Perl schon so schön vorgerechnet hat).
Ahhhh?
mfg
DoS
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BID = 14465
hochschwab Gelegenheitsposter
 
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Hallo dos!
Danke für deine schnelle Antwort, leider ist mir nicht wirklich geholfen damit...
Der Kurzschluss wenn C in Reihe liegt, ist klar. Aber auch wenn ich mir (100mal schon) eine Parallelschaltung aufzeichne, wobei R und L in Reihe sind und parallel dazu den C, da fehlt mir was!!
Also ich versuch mal zu beschreiben, so wie ich das seh:
Wenn da DC wäre, würde sich der C nur aufladen, und über R und L würde ein phasenverschobener I fließen, oder?? (phasenverschoben wegen Aufbau des Magnetfeldes der Spule) Wenn dann die U-Quelle entfernt wird, dann würde sich der Kondensator über R und L entladen. (Weiß zwar das sich der C über 5 Tau entlädt,kann es auch berechnen, aber wie das aussehen soll, hab ich leider keine Ahnung und auch kein Osszi. um dies zu beobachten. Nehm aber an, das auch da eine Phasenverschiebung zu sehen wäre.)
Aber wenn ich mir das ganze mit AC versuche vorzustellen, dann, komm ich nur zu diesen Ergebnis: Der C lädt sich zum Beispiel während der pos. Halbwelle auf und zur gleichen Zeit fließt über R und L wieder ein phasenverschobener I.
Während der neg. Halbwelle entlädt sich der C und in L bricht das Magnetfeld zusammen, das sich während der pos. Halbwelle aufbaut, oder?
Ich hoffe, ich hab nicht zu viel Blödsinn getippt, aber ich kann es nicht besser erklären...Hilfe
liebe Grüsse Andrea
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BID = 14469
dos6510 Stammposter
   
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Hi,
Zitat :
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Also ich versuch mal zu beschreiben, so wie ich das seh:
Wenn da DC wäre, würde sich der C nur aufladen, und über R und L würde ein phasenverschobener I fließen, oder?? (phasenverschoben wegen Aufbau des Magnetfeldes der Spule) Wenn dann die U-Quelle entfernt wird, dann würde sich der Kondensator über R und L entladen. (Weiß zwar das sich der C über 5 Tau entlädt,kann es auch berechnen, aber wie das aussehen soll, hab ich leider keine Ahnung und auch kein Osszi. um dies zu beobachten. Nehm aber an, das auch da eine Phasenverschiebung zu sehen wäre.)
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Naja "phasenverschoben" bei DC ist nicht das richtige Wort - aber lassen wirs mal gelten
Beim Einschalten würde ein idealer C kurzzeitig einen unendlichen Strom ziehen und sich aufladen (Strom eilt Spannung voraus). Die Spule muss erst ein Magnetfeld aufbauen (hier eilt die Spannung dem Strom voraus).
Das ganze bezeichnet man als "Einschwingvorgang".
Wenn Du diesen Parallelschwingkreis jetzt von der Spannung trennst, wird die Spannung am C weiter einen Strom durch L treiben, bis sich C entladen hat. L versucht nun diesen Strom weiter aufrecht zu erhalten (Lenzsche Regel) und treibt somit einen Strom (mit umgekehrter Richtung) durch C, wodurch sich dieser wieder aufläd.
Da waren wir schonmal - die Sache geht wieder von vorne los. Auf dem Weg zwischen den beiden ist noch ein R, womit immer etwas Energie verloren geht.
Das Gerät führt somit eine "Gedämpfte Schwingung" aus.
Zitat :
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Aber wenn ich mir das ganze mit AC versuche vorzustellen, dann, komm ich nur zu diesen Ergebnis: Der C lädt sich zum Beispiel während der pos. Halbwelle auf und zur gleichen Zeit fließt über R und L wieder ein phasenverschobener I.
Während der neg. Halbwelle entlädt sich der C und in L bricht das Magnetfeld zusammen, das sich während der pos. Halbwelle aufbaut, oder?
Ich hoffe, ich hab nicht zu viel Blödsinn getippt, aber ich kann es nicht besser erklären...Hilfe
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Ich gestehe, den AC Fall kann ich nicht anschaulich erklären. Läßt sich prima komplex rechnen - wer weiss weiter?
mfg
DoS
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BID = 14482
hochschwab Gelegenheitsposter
 
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Hi Dos!!
Phasenverschoben...ok..vor bzw. nacheilend  )
Hab gerade Einzelunterricht im Chat erhalten, also ich weiß jetzt wie das abläuft!!!
Danke dir trotzdem, sehr nett von dir, liebe Grüsse, Andrea
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