Kondensator parallel: Was ist das? (Kompensation & Diagramm)

Was ist ein Shunt-Kondensator?

Eine Kondensatorbank ist eine sehr wichtige Ausrüstung eines elektrischen Energieversorgungssystems. Die für den Betrieb aller elektrischen Geräte erforderliche Leistung ist die als nützliche Leistung bezeichnete Wirkleistung. Die Wirkleistung wird in kW oder MW ausgedrückt. Die an das elektrische Energieversorgungssystem angeschlossene maximale Last ist hauptsächlich induktiv, wie z.B. elektrische Transformatoren, Induktionsmotoren, Synchrongeneratoren, elektrische Öfen und Leuchtstofflampen.

Darüber hinaus tragen auch die Induktivitäten verschiedener Leitungen zur Induktivität des Systems bei.
Wegen dieser Induktivitäten fällt der Systemstrom hinter dem Systemspannung zurück. Je größer der Phasenversatz zwischen Spannung und Strom wird, desto geringer wird der Leistungsfaktor des Systems. Je geringer der elektrische Leistungsfaktor wird, desto mehr Strom zieht das System für die gleiche Wirkleistungsaufnahme von der Quelle ab. Mehr Strom führt zu höheren Leitungverlusten.

Ein schlechter elektrischer Leistungsfaktor führt zu einer schlechten Spannungsregelung. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, muss der elektrische Leistungsfaktor des Systems verbessert werden. Da ein Kondensator den Strom vor der Spannung führen lässt, kann die kapazitive Blindwiderstand verwendet werden, um den induktiven Blindwiderstand des Systems zu kompensieren.
Der Kondensatorblindwiderstand kann verwendet werden, um den induktiven Blindwiderstand des Systems zu kompensieren.

Der Kondensatorblindwiderstand wird in der Regel durch die Verwendung eines statischen Kondensators parallel oder in Serie mit dem System angewendet. Anstatt für jede Phase des Systems einen einzelnen Kondensator zu verwenden, ist es effektiver, eine Kondensatorbank zu verwenden, was die Wartung und Installation betrifft. Diese Gruppe oder Bank von Kondensatoreinheiten wird als Kondensatorbank bezeichnet.

Es gibt hauptsächlich zwei Kategorien von Kondensatorbanken, je nach ihrer Verbindungsanordnung.

1. Shunt-Kondensator.

2. Serienschaltkondensator.

Der Shunt-Kondensator wird sehr häufig verwendet.

Wie man die Leistung der benötigten Kondensatorbank bestimmt

Die Größe der Kondensatorbank kann mit der folgenden Formel bestimmt werden :

Wobei,
Q die benötigte kVAr ist.
P ist die Wirkleistung in kW.
cosθ ist der Leistungsfaktor vor der Kompensation.
cosθ' ist der Leistungsfaktor nach der Kompensation.

Standort der Kondensatorbank

Theoretisch ist es immer wünschenswert, eine Kondensatorbank in der Nähe der blindlastigen Last in Betrieb zu nehmen. Dies bewirkt, dass der Transport reaktiver kVAr von einem großen Teil des Netzes entfernt wird. Darüber hinaus, wenn Kondensator und Last gleichzeitig verbunden sind, wird der Kondensator beim Trennen der Last auch vom Rest des Schaltkreises getrennt. Daher besteht keine Gefahr der Überkompensation. Allerdings ist es aus wirtschaftlicher Sicht nicht praktikabel, einen Kondensator mit jeder einzelnen Last zu verbinden. Da die Größe der Lasten für verschiedene Verbraucher erheblich variiert, sind verschiedene Kondensatorgrößen nicht immer sofort verfügbar. Daher ist eine geeignete Kompensation an jedem Belastungspunkt nicht immer möglich. Zudem ist jede Last nicht ständig 24 × 7 Stunden mit dem System verbunden. Daher kann der an die Last angebundene Kondensator auch nicht vollständig genutzt werden.

Daher wird der Kondensator nicht an kleinen Lasten installiert, aber für mittlere und große Lasten kann eine Kondensatorbank auf den eigenen Geländen des Verbrauchers installiert werden. Obwohl die induktiven Lasten von mittleren und großen Großverbrauchern kompensiert werden, bleibt es dennoch eine beträchtliche Menge an VAR-Bedarf, die von verschiedenen unkompenzierten kleinen Lasten stammt, die mit dem System verbunden sind. Darüber hinaus tragen die Induktivität der Leitungen und des Transformators ebenfalls VAR zum System bei. Angesichts dieser Schwierigkeiten wird anstelle der Verbindung eines Kondensators zu jeder Last eine große Kondensatorbank in der Hauptverteilungsunterstation oder der Sekundärnetzunterstation installiert.

Verbindung der Shunt-Kondensatorbank

Die Kondensatorbank kann entweder in Delta- oder Sternschaltung an das System angeschlossen werden. Bei Sternschaltung kann der neutrale Punkt je nach Schutzkonzept für die Kondensatorbank geerdet oder ungeerdet sein. In einigen Fällen wird die Kondensatorbank durch eine Doppelsternbildung gebildet.

Im Allgemeinen wird eine große Kondensatorbank in einer elektrischen Umspannanlage in Sternschaltung angeschlossen.
Eine geerdete Sternschaltung hat einige spezifische Vorteile, wie:

1. Verringerte Erholungsspannung am Schaltgerät bei normaler wiederholter Kondensatorschaltverzögerung.

2. Bessere Überspannungsschutz.

3. Vergleichsweise reduziertes Überspannungsphänomen.

4. Geringere Installationskosten.

5. In einem fest geerdeten System bleiben die Spannungen aller 3 Phasen einer Kondensatorbank, sogar während des 2-Phasen-Betriebs, konstant.

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