Blindleistungskompensation

Worum geht es?

Die Blindleistungskompensation verbessert den Leistungsfaktor cos(φ) einer Anlage. Üblicherweise werden induktive Verbraucher (Motoren, Trafos) mit parallelgeschalteten Kondensatoren kompensiert, die kapazitive Blindleistung liefern und damit die induktive Blindleistung des Netzes verringern.

Die Wirkleistung P bleibt bei der Kompensation unverändert. Reduziert wird nur die Blindleistung — und damit fällt auch die Scheinleistung S und der Effektivstrom I. Folge: weniger Verluste auf der Leitung, weniger Trafo-Belastung, niedrigere Blindarbeitsrechnung.

Die Formel

Q_komp = P · (tan(φ₁) − tan(φ₂))

Mit:
    φ₁ = arccos(cos φ₁)   alter Phasenwinkel
    φ₂ = arccos(cos φ₂)   gewünschter Phasenwinkel

Umstellung:
    P = Q_komp / (tan(φ₁) − tan(φ₂))

Die Variablen

Minimal-Beispiel

Eine Anlage mit P = 10 kW und cos(φ₁) = 0,7 soll auf cos(φ₂) = 0,95 kompensiert werden.

φ₁     = arccos(0,7)  ≈ 45,57°  → tan(φ₁) ≈ 1,020
φ₂     = arccos(0,95) ≈ 18,19°  → tan(φ₂) ≈ 0,329
Q_komp = P · (tan φ₁ − tan φ₂)
       = 10 000 W · (1,020 − 0,329)
       ≈ 6 910 var ≈ 6,9 kvar

Praxis-Beispiele

Beispiel 1 — Werkstatt-Kompensation

Eine Werkstatt mit P = 20 kW läuft bei cos(φ₁) = 0,75 und soll auf 0,98 kompensiert werden.

tan(arccos 0,75) ≈ 0,882
tan(arccos 0,98) ≈ 0,203
Q_komp = 20 000 W · (0,882 − 0,203)
       ≈ 13 580 var ≈ 13,6 kvar

Beispiel 2 — Industriebetrieb mit Großmotoren

Wirkleistung P = 150 kW, cos(φ₁) = 0,65, Ziel cos(φ₂) = 0,92.

tan(arccos 0,65) ≈ 1,169
tan(arccos 0,92) ≈ 0,426
Q_komp = 150 000 W · (1,169 − 0,426)
       ≈ 111 450 var ≈ 111 kvar

Beispiel 3 — Nur leichte Anhebung

Anlage mit P = 5 kW, cos(φ₁) = 0,88 soll auf 0,95 angehoben werden.

tan(arccos 0,88) ≈ 0,540
tan(arccos 0,95) ≈ 0,329
Q_komp = 5 000 W · (0,540 − 0,329)
       ≈ 1 055 var ≈ 1,06 kvar