Mittwoch, 9. Mai 2012

Kompensation

 entnommen aus 

Rechenbuch

Zitat

Kompensation bei Wechselstromverbrauchern 

 +

Kompensation bei Drehstromverbrauchern

 http://et-tutorials.de/wp-content/uploads/2009/09/Wechsel-1-4.jpg

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Das Kompensieren dient der Entlastung 

 des Leitungsnetzes von Blindleistung

Dabei unterscheidet man 
  • die Parallelkompensation
 und
  • die Reihenkompensation.
Parallelkompensation 
Beleuchtungstechnik mit Gasentladungslampen

 Zitat:

Durch die Parallelkompensation wird folgendes erreicht:
  • Das kompensierte System verhält sich wie ein Wirkwiderstand.
  • Die aufgenommene Wirkleistung bleibt durch die Kompensation unverändert.
  • Die Kompensation verringert den aufgenommenen Strom bis zum Wirkstrom.
  • Durch die Kompensation geht die aufgenommene Blindleistung gegen Null.
  • Innerhalb des kompensierten Systems fließen große Blindströme

weiter:

Die erforderliche Kondensatorblindleistung Qc kann zeichnerisch oder rechnerisch mit den Winkelfunktionen bestimmt werden.




Reihenkompensation 

Nachrichtentechnik mit Breitbandverstärkern

 http://www.elektroniktutor.de/analog/an_pict/reikomp.gif

Zitat:

Zusammenfassend lassen sich der Reihenkompensation folgende Eigenschaften zuschreiben:
  • Das kompensierte System verhält sich wie ein Wirkwiderstand.
  • Durch die Kompensation erhöht sich die Stromaufnahme.
  • Das System setzt mehr Wirkleistung um.
  • Die aufgenommene Blindleistung verringert sich zu Null.
  • Die Blindspannungen können weit oberhalb der Eingangsspannung liegen.

weiter:

Kompensation bei Drehstromverbrauchern

Drehstromverbraucher werden ähnlich wie Wechselstromverbraucher kompensiert.
  • Aus der zu kompensierenden Blindleistung wird Kondensatorkapazität ermittelt.
Kondensatorbatterien können in Stern- oder Dreieck geschaltet sein.

Betriebsbereiche verschiedener Kondensator-Technologien
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/thumb/7/76/Kondensatoren_Kapazit%C3%A4t_vs_Spannungsfestigkeit.svg/400px-Kondensatoren_Kapazit%C3%A4t_vs_Spannungsfestigkeit.svg.png

(... Kollege "Spiritus" baut Kompensationsschaltung mit Wechselspannung auf, allerdings aus Versehen mit Elko = Elektrolytkondensator ... der Hinweis, dass nach dem Anlegen der Betriebsspannung der "Gleichstromkondensator" uns gleich um die Ohren fliegen wird, stimmt ihn nachdenklich ... Elektromeister gibt darauf einen Leistungskondensator passend für Wechselspannung ... nach dem Aufbau schaut er sehr skeptisch auf die zwei wirklich dicken Kondensatoren und will partout nicht die Schaltung unter Spannung setzen ...)

Aronschaltung

für Wirkleistungsmessung, unten für Blindleistungsmessung

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9a/Leistung-AronschaltungWB.svg/290px-Leistung-AronschaltungWB.svg.png

Rechenaufgaben:
 
Kompensation bei Wechselstromverbrauchern

Eine Leuchtststofflampe mit Drosselspule für 230 V, 50 Hz nimmt bei einem Wirkfaktor cos φ1 = 0,5 eine Wirkleistung von 50 W auf. 
  • Der Wirkfaktor soll durch Parallelkompensation auf cos φe 2 = 0,8 verbessert werden.

Berechnen Sie
  • a) die erforderliche kapazitive Blindleistung Qc des Kondensators
  • b) die Stromaufnahme I1 vor und I2 nach der Kompensation sowie
  • c) die Kapazität C des Kompensationskondensators.
  • d) Ermitteln Sie zur Kontrolle zeichnerisch die erforderliche kapazitive Blindleistung Qc.

erforderliche Formeln:
  • 1) Phasenverschiebungswinkel  φ1 = vor der Kompensation
  • 2) Phasenverschiebungswinkel  φ2 = nach der Kompensation
  • 3) Wirkfaktor η = P2 / P1
  • 4) Scheinleistung Qc = P * (tan φ1- tan φ2)
  • 5) Strom I = P / (U * cos φ)
  • 6) Scheinleistung Qc = P * (tan φ1 - tan φ2)
  • 7) Kapazität C =  Qc / (2Pi * f * U²))

a)  
Qc = P * (tan φ1- tan φ2)
  • cos φ1 = 0,5 => φ1 = 60° => tan 60 ° = 1,732
  • cos φ2 = 0,8 => φ2 = 36,78 ° => tan 36,78 = 0,75
Qc = P * (tan φ1- tan φ2)
  •  Qc = 50 W (1,732 - 0,75) = 49 var
 
b)
  • I 1 = P / (U * cos φ1) = 50 W / (230 V * 0,5) = 0,43 A
  • I 1 = P / (U * cos φ2) = 50 W / (230 V * 0,8) = 0,27 A
c)
  • C = P (U * cos φ) = 50 W
 

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Kompensation bei Drehstromverbrauchern

Beispiel:

Ein Drehstrommotor hat die Bemessungsdaten:
  • U = 400 V, 50 Hz
  • P = 15 kW
  • η = 0,85
 

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