Methoden zur Blindleistungskompensation in Stromversorgungssystemen

Blindleistung ist der Teil der Gesamtleistung, der zur Unterstützung elektromagnetischer Prozesse in Lasten mit induktiven und kapazitiven Blindanteilen benötigt wird.

Die Blindleistung selbst wird im Gegensatz zur Wirkleistung nicht zur Verrichtung nützlicher Arbeit verwendet. Das Vorhandensein von Blindströmen in den Leitungen führt jedoch zu deren Erwärmung, d. h. zu Leistungsverlusten in Form von Wärme, was den Stromlieferanten zur Bereitstellung zwingt dem Benutzer eine gesteigerte volle Leistung. Mittlerweile wird Blindleistung gemäß der Verordnung des Ministeriums für Industrie und Energie der Russischen Föderation Nr. 267 vom 4. Oktober 2005 als technische Verluste in Stromnetzen eingestuft.

Elektromagnetische Felder entstehen jedoch immer im normalen Betrieb einer Vielzahl elektrischer Geräte: Leuchtstofflampen, Elektromotoren für verschiedene Zwecke, Induktionsanlagen usw.— alle derartigen Lasten verbrauchen nicht nur nutzbare Wirkleistung aus dem Netz, sondern verursachen auch das Auftreten von Blindleistung in ausgedehnten Stromkreisen.

Und obwohl ohne Blindleistung viele Verbraucher, die greifbare induktive Komponenten enthalten, im Prinzip nicht so funktionieren könnten, wie sie es brauchen Blindleistung als Anteil der Gesamtleistung, Blindleistung wird häufig als schädliche Überlastung in Bezug auf Stromnetze gemeldet.

Blindleistungsschaden ohne Entschädigung

Im Allgemeinen sinkt die Netzspannung, wenn die Blindleistung im Netz erheblich ansteigt. Dieser Zustand ist sehr charakteristisch für Stromnetze mit einem Defizit der aktiven Komponente – die Netzspannung liegt immer unter dem Nennwert. Und dann kommt die fehlende Wirkleistung aus benachbarten Stromnetzen, in denen derzeit zu viel Strom erzeugt wird.

Aber solche Systeme, die immer auf Kosten der Nachbarn nachgefüllt werden müssen, erweisen sich am Ende immer als ineffizient, und schließlich können sie leicht effizient werden, es reicht aus, die Bedingungen für die Erzeugung von Blindleistung direkt vor Ort zu schaffen speziell angepasste Kompensationsgeräte, ausgewählt für Wirk-Blindlasten dieses Energiesystems.

Tatsache ist, dass Blindleistung in einem Kraftwerk nicht unbedingt durch einen Generator erzeugt werden muss; stattdessen ist es in erhältlich ausgleichender Einbau (im Kondensator, Synchronkompensator, in statischer Blindleistungsquelle) im Umspannwerk.

Die Blindleistungskompensation ist heute nicht nur eine Antwort auf Fragen zur Energieeinsparung und zur Optimierung der Netzlast, sondern auch ein wertvolles Instrument, um die Wirtschaftlichkeit von Unternehmen zu beeinflussen. Schließlich wird der Endpreis eines jeden hergestellten Produkts nicht zuletzt durch den Stromverbrauch bestimmt, der, wenn er gesenkt wird, die Produktionskosten senkt. Zu diesem Ergebnis kommen Wirtschaftsprüfer und Energiespezialisten, was viele Unternehmen dazu veranlasst hat, auf die Berechnung und Installation von Blindleistungskompensationsanlagen zurückzugreifen.

Um die Blindleistung einer induktiven Last zu kompensieren, wählen Sie eine bestimmte Kapazität KondensatorDadurch sinkt die direkt vom Netz aufgenommene Blindleistung, sie wird nun vom Kondensator verbraucht. Mit anderen Worten: Der Leistungsfaktor des Verbrauchers (mit Kondensator) erhöht sich.

Die aktiven Verluste betragen jetzt nicht mehr als 500 mW pro 1 kVar, während die beweglichen Teile der Anlagen fehlen, es keinen Lärm gibt und die Betriebskosten vernachlässigbar sind. Die Kondensatoren können grundsätzlich an jedem Punkt des Stromnetzes installiert werden und die Kompensationsleistung wird individuell gewählt. Der Einbau erfolgt in Metallschränken oder in einer Tischversion.

Methoden zur Blindleistungskompensation in Stromversorgungssystemen

Je nach Anschlussschema der Kondensatoren an den Verbraucher gibt es verschiedene Arten der Kompensation: Einzel-, Gruppen- und Zentralkompensation.

• Bei der Einzelkompensation werden die Kondensatoren (Kondensatoren) direkt an den Ort des Auftretens der Blindleistung angeschlossen, also ihre eigenen Kondensatoren – an einen Asynchronmotor, separat – an eine Gasentladungslampe, einzeln – an ein Schweißgerät , persönlicher Kondensator – für Induktionsofen, für Transformator usw. d. Dabei werden die Zuleitungen zu den jeweiligen Verbrauchern von den Blindströmen entlastet.

• Unter Gruppenkompensation versteht man den gleichzeitigen Anschluss eines gemeinsamen Kondensators oder einer gemeinsamen Gruppe von Kondensatoren an mehrere Verbraucher mit erheblichen induktiven Anteilen. Dabei ist der ständige gleichzeitige Betrieb mehrerer Verbraucher mit der Zirkulation der gesamten Blindenergie zwischen Verbrauchern und Kondensatoren verbunden. Die Leitung, die eine Gruppe von Verbrauchern mit Strom versorgt, wird entlastet.

• Bei der zentralen Kompensation werden Kondensatoren mit Regler im Haupt- oder Gruppenverteiler installiert. Der Regler schätzt in Echtzeit den aktuellen Blindleistungsverbrauch und schaltet schnell die erforderliche Anzahl von Kondensatoren zu und ab. Dadurch wird die vom Netz aufgenommene Gesamtleistung immer entsprechend dem Momentanwert der benötigten Blindleistung minimiert.

Jede Anlage zur Blindleistungskompensation umfasst mehrere Kondensatorzweige, mehrere Stufen, die je nach vorgesehenem Blindleistungsverbraucher individuell für ein bestimmtes Stromnetz gebildet werden. Typische Schrittgrößen: 5; zehn; zwanzig; dreißig; 50; 7,5; 12,5; 25 qm

Um große Schritte (100 oder mehr kvar) zu erhalten, werden mehrere kleine parallel kombiniert.Dadurch werden Netzbelastungen reduziert, Einschaltströme und damit einhergehende Störungen reduziert. In Netzwerken mit einer großen Anzahl von höhere Harmonische der NetzspannungDie Kondensatoren von Kompensationsanlagen werden durch Drosseln geschützt.

Vorteile der Blindleistungskompensation

Automatische Kompensationsanlagen bieten dem damit ausgestatteten Netzwerk eine Reihe von Vorteilen:

• Reduzierung der Belastung der Transformatoren;

• Vereinfachung der Anforderungen an den Leitungsquerschnitt; eine stärkere Belastung der Stromnetze zulassen, als dies ohne Ausgleich möglich wäre;

• Beseitigung der Gründe für eine Reduzierung der Netzwerkspannung, auch wenn der Benutzer an lange Kabel angeschlossen ist;

• Steigerung der Effizienz mobiler Flüssigbrennstoffgeneratoren;

• das Starten von Elektromotoren erleichtern;

• erhöht automatisch den Cos Phi;

• Blindleistung aus den Leitungen entfernen;

• Entspannung;

• Verbesserung der Kontrolle über Netzwerkparameter.