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Berechnen Sie die kapazitiven kvar, die einen nacheilenden Leistungsfaktor auf einen Zielwert anheben, und die Abnahme des Leiterstroms.
Zuzuschaltende kapazitive Blindleistung
126,4kvar
Von Leistungsfaktor 0,8 auf 0,95 bei 300 kW.
Prüfen Sie die Werte, um ein Ergebnis zu sehen.
Wählen Sie die Kondensatorbank und ihre Verdrosselung erst nach einer Prüfung von Oberschwingungen und Resonanzen.
Qc = P × (tan φ1 − tan φ2), with φ = cos⁻¹(PF)
Um den Leistungsfaktor bei 300 kW von 0,8 auf 0,95 zu erhöhen, sind 126,4 kvar kapazitive Blindleistung nötig; der Leiterstrom sinkt dabei um 15,79 %.
Tipp: Bemessen Sie die Kompensation aus gemessenen kW und Leistungsfaktor über einen repräsentativen Zeitraum, nicht aus einer Einzelmessung oder der Transformatornennleistung.
Bei der Blindleistungskompensation werden kapazitive kvar zugeschaltet, um einen Teil der von Motoren und Transformatoren aufgenommenen nacheilenden kvar auszugleichen. Die benötigte kapazitive Blindleistung ist die Wirkleistung multipliziert mit der Differenz der Tangenswerte beider Phasenwinkel. Bei einer 300-kW-Last erfordert die Verbesserung des Leistungsfaktors von 0,8 auf 0,95 insgesamt 126,4 kvar und verringert den Leiterstrom um ungefähr 16 %.
Qc = P × (tan φ1 − tan φ2)
P ist die Wirkleistung in kW, φ₁ der bisherige Phasenwinkel und φ₂ der Zielwinkel. Beide ergeben sich aus cos⁻¹ des jeweiligen Leistungsfaktors. Die Wirkleistung ändert sich nicht, nur der Blindleistungsanteil.
Qc = P × k
k = tan φ₁ − tan φ₂ hängt nur von beiden Leistungsfaktoren ab und kann aus einer Tabelle abgelesen werden. Für 0,8 auf 0,95 ist k = 0,421: Jede kW Wirkleistung erfordert 0,421 kvar.
I2 = I1 × PF1 ÷ PF2
Bei gleicher Wirkleistung sinkt der Strom proportional zum Anstieg des Leistungsfaktors. Dadurch werden Kapazitäten in Leitungen und Transformatoren frei und ihre Verluste verringern sich.
Eine Korrektur auf genau 1,0 lohnt sich selten. Die letzten Hundertstel benötigen viele kvar, und eine für Volllast bemessene Kondensatorbank kann bei geringer Last einen voreilenden Leistungsfaktor verursachen. Die meisten Standorte zielen auf 0,95 bis 0,98 oder auf den Wert ihres Tarifs.
tan(cos⁻¹ 0,8) = 0,75 und tan(cos⁻¹ 0,95) = 0,329. Daher benötigt die Bank 300 × (0,75 − 0,329) = 126,4 kvar. Bei 400 V sinkt der Leiterstrom von 541,3 A auf 455,8 A.
Zuzuschaltende kapazitive Blindleistung 126,4 kvar Im Rechner öffnen
Für die Verbesserung von 0,82 auf 0,95 benötigt die Anlage 73,86 kvar. Eine 75-kvar-Bank, die nächsthöhere Größe in 25-kvar-Stufen, ergibt in dieser idealisierten Rechnung einen Leistungsfaktor von 0,9516.
Zuzuschaltende kapazitive Blindleistung 73,86 kvar Im Rechner öffnen
Für die Verbesserung von 0,75 auf 0,98 benötigt eine 150-kW-Last 101,8 kvar; der Leiterstrom sinkt um 23,47 %. Die erste Hälfte der kvar bewirkt den Großteil der Änderung: Allein der Schritt von 0,95 auf 0,98 erfordert ungefähr 19 kvar.
Zuzuschaltende kapazitive Blindleistung 101,8 kvar Im Rechner öffnen
Multiplizieren Sie die Wirkleistung in kW mit dem Faktor für bisherigen und angestrebten Leistungsfaktor, um die zuzuschaltenden kvar zu erhalten.
| Bisheriger Leistungsfaktor | Auf 0,90 (kvar/kW) | Auf 0,95 (kvar/kW) | Auf 0,98 (kvar/kW) | Auf 1,00 (kvar/kW) |
|---|---|---|---|---|
| 0,60 | 0,849 | 1,005 | 1,130 | 1,333 |
| 0,65 | 0,685 | 0,840 | 0,966 | 1,169 |
| 0,70 | 0,536 | 0,692 | 0,817 | 1,020 |
| 0,72 | 0,480 | 0,635 | 0,761 | 0,964 |
| 0,74 | 0,425 | 0,580 | 0,706 | 0,909 |
| 0,76 | 0,371 | 0,526 | 0,652 | 0,855 |
| 0,78 | 0,318 | 0,474 | 0,599 | 0,802 |
| 0,80 | 0,266 | 0,421 | 0,547 | 0,750 |
| 0,82 | 0,214 | 0,369 | 0,495 | 0,698 |
| 0,84 | 0,162 | 0,317 | 0,443 | 0,646 |
| 0,86 | 0,109 | 0,265 | 0,390 | 0,593 |
| 0,88 | 0,055 | 0,211 | 0,337 | 0,540 |
Multiplizieren Sie die Wirkleistung in kW mit tan φ₁ − tan φ₂ oder dem Faktor aus der Tabelle. Das Ergebnis ist die kapazitive Blindleistung in kvar bei der Versorgungsspannung.
Auf den durch Ihren Tarif begünstigten Wert, häufig 0,95 oder höher. Eine Korrektur auf 1,0 benötigt mehr kvar bei geringem Zusatznutzen und kann bei Teillast zu einem voreilenden Leistungsfaktor führen.
Nur wenn die Oberschwingungen gering sind. Der gesamte Leistungsfaktor eines Zählers enthält Verzerrung, die Kondensatoren nicht kompensieren können und die mit ihnen Resonanz auslösen kann. Bei wesentlicher gesamter Oberschwingungsverzerrung verwenden Sie den Verschiebungsfaktor und eine verdrosselte Kondensatorbank.
Sie verringert Gebühren für Blindenergie und kVA-Leistungsbedarf, wenn der Tarif solche enthält, sowie geringfügig die Verluste in Leitungen und Transformatoren. Den kWh-Verbrauch der Last selbst verringert sie nicht.
Bemessen Sie die Kompensation anhand eines repräsentativen Zeitraums statt einer Einzelmessung. Ein ZEM erfasst Leistungsfaktor und Bedarf vor und nach Installation der Kondensatorbank fortlaufend.
