Kapazitiver Leistungsfaktor

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laut&hell
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Kapazitiver Leistungsfaktor

Beitrag von laut&hell » Sonntag 10. Mai 2020, 01:04

Guten Abend zusammen,

hier auch einmal ein Problem aus der Praxis, welches mich aktuell beschäftigt:

Das Objekt ist ein Gewerbebetrieb aus dem Beherbergungsgewerbe von nicht unerheblicher Größe (Übernachtungskapazität > 1000 Personen).
Dieses verfügt über eine eigene MS-Station mit zwei Trafos je 630 kVA. Eine dynamische Blindstromkompensationsanlage eines namhaften Herstellers aus dem schönen Schwarzwald ist vorhanden. Das vorhandene Netz ist ein TN-C-S.

Zur Umsetzung entsprechender Energiesparmaßnahmen wurden nach und nach fast sämtliche Glühbirnen, Halogenleuchtmittel (> 5000 NV-Spots mit Trafo) und Leuchtstoffröhren gegen LED-Alternativen ausgetauscht. Ebenso sollen die RLT-Anlagen, die bisher noch mit Motoren mit 2 Drehzahlen arbeiteten, gegen moderne, drehzahlgeregelte Varianten ausgetauscht werden. Großkältemaschinen mit leistungsstarken Verdichtern sind vorhanden, im Winter aber nicht in Betrieb, und werden ggf. in naher Zukunft aufgrund der F-Gas Verordnung ebenfalls erneuert, im Gespräch sind auch hier Maschinen mit drehzahlgeregelten Antrieben wie z.B. der Danfoss Turbocor, d.h. es wird in naher Zukunft ggf. kein nennenswerter Erzeuger von induktiver Blindleistung mehr vorhanden sein.

Das alles hat die vorhandene Kompensationsanlage selbst bei Volllastbetrieb der Großkälte nahezu überflüssig gemacht - wird aber langsam zu viel des Guten, d.h. der Leistungsfaktor nähert sich teilweise cos phi = 1 gefährlich oder droht sogar in den kapazitiven Bereich zu rutschen, wie in den angehängten Aufzeichnungen des Stromzählers (VNB-Zähler auf MS-Seite) gut zu sehen - dies wird ziemlich sicher spätestens nach der Erneuerung der RLT-Anlagen der Fall werden, wenn keine Maßnahmen getroffen werden.

VNB schreibt einen cos phi zwischen 0,9 und 1 induktiv vor.

Eine Nachfrage beim hauseigenen Elektroplaner zeigt, dass die Problematik eher unbekannt ist, der Hersteller der Blindstromkompensation (die natürlich nur induktiv kompensieren kann) bietet eine Netzqualitätsanlayse an, kann hier aber auch keine konkreten Lösungen oder vergleichbare Fälle aufzeigen.

Eigene Suche im Internet führt nur zu einem einzigen Anbieter, der für spezielle Anforderungen von Industriebetrieben tatsächlich Anlagen zur Kompensation kapazitiver Blindleistung anbietet.

Daher die Frage in die Runde: Wer kennt schon ähnliche Fälle und Lösungen, oder ist das bisher noch so "neu", oder interessiert es schlichtweg bisher niemanden oder sind keine nennenswerten Auswirkungen aus der Praxis bisher bekannt? Die Netzspannung ist nach wie vor konstant, befindet sich aber eher durchgehend im oberen Bereich (238V L-N / 411V L1-L2).

Vielen Dank.
Dateianhänge
Wirkleistung 04.05.20.PNG
Leistungsfaktor 05.05.20.PNG
Blindleistung 05.05.20.PNG

froebel88
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Re: Kapazitiver Leistungsfaktor

Beitrag von froebel88 » Sonntag 10. Mai 2020, 10:09

Moin,

mir hat mal jemand berichtet, dass es in einem von ihm betriebenen Rechenzentrum wohl größere Probleme sowohl mit der USV als auch der NEA gab aufgrund von kapazitivem Leistungsfaktor.. Ich weiß aber nicht mehr, was da die Lösung war.

Mich würde auch mal interessieren, was solch eine kapazitive Kompensationsanlage kostet. Isnb. auch im Vergleich zu der eingesparten Energie durch Umrüstung auf LED (sowie auch den Kosten für die Umrüstung) - und wie da am Emde die Kostenbilanz aussieht ..

laut&hell
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Re: Kapazitiver Leistungsfaktor

Beitrag von laut&hell » Sonntag 10. Mai 2020, 12:11

Moin,

Die Amortisationszeit rein unter Berücksichtigung der Stromersparnis lag meiner Erfahrung nach bei Schmuckleuchten bei rund 4 bis 6 Monaten, LED Rasterdeckenpanele ca. 10 Monate, für Röhren kann je nach Nutzungungsdauer etwa 1,5 Jahre angesetzt werden - wenn man die wegfallenden Gebühren für die Entsorgung oder die Wartung berücksichtigt deutlich schneller...

Für die RLT wurden für die erste Umrüstung testhalber mit IE2 Direktläufer eine Amortisation von 5 Jahren ermittelt, ich prüfe gerade noch wie schnell sich IE4 oder sparsamer rechnet, das hängt dann mit maßgeblich von der zukünftigen Entwicklung der Energiekosten ab...

Die Folgekosten für Maßnahmen zur Verbesserung der Netzqualität, wie zu sehen hat das bisher noch niemand so richtig auf dem Schirm... (auch wenn sich die Umrüstung sicher weiterhin lohnen wird)

steckdoesler
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Re: Kapazitiver Leistungsfaktor

Beitrag von steckdoesler » Samstag 23. Mai 2020, 12:29

@hell und laut,

ich denke, dass da ein Phasenschieber nötig wird.

https://de.wikipedia.org/wiki/Phasenschieber_(Maschine)

SD

DBY656
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Re: Kapazitiver Leistungsfaktor

Beitrag von DBY656 » Samstag 23. Mai 2020, 17:48

Hallo zusammen,
diese elektronischen Verbraucher mit DC-Zwischenkreis sind je nach Qualität mehr oder weniger asymetrische Verbraucher mit Hang zur Oberwellenerzeugung. Eine Messung der Netzlast mit einem Frequenzbereich bis mindestens 9kHz würde ich zur Analyse des Ist-Zustands empfehlen. Dabei sind zu berücksichtigen:
- Großverbraucher wie Elektroherde, Backöfen, Waschmaschinen und Haarföhne.
- Oberwellenschleudern wie TV-Geräte, IT-Geräte und von Gästen mitgebrachte elektronischen Netzteile für ihre Gerätschaften.
- Ladesäulen für Elektrofahzeuge (mit einzuplanen).

Eine Überkompensation verursacht eine Spannungserhöhung und ist deshalb zu vermeiden. Ist die vorhandene Kompensationsanlage nicht verdrosselt wird diese mit dem Zuschalten von Kondensatoren das EMV-Problem noch weiter verstärken.

Ohne genaue Analyse des jetzigen Ist-Zustands würde ich keine kostspieligen Änderungen in Auftrag geben. Ein für alle Fälle taugliches Wundermittel gibt es nämlich nicht.

Gruß Markus

steckdoesler
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Re: Kapazitiver Leistungsfaktor

Beitrag von steckdoesler » Sonntag 24. Mai 2020, 10:21

Hallo Hell und laut,

habt Ihr einmal darüber nachgedacht eine Synchronmaschine hin zu stellen, im Leerlauf mitlaufen zu lassen und die Erregung so einzustellen dass ihr im induktiven Bereich seid. Den Rest macht die alte Kompensationsanlage?

Anmerkung: Es ist schon ein paar Jahre her, da meinte unser Prof. dass die Kosten der Kompensation der Energiesparmaßnahmen durch nichtlineare Verbraucher höher würden als die Ersparnis. Es sieht so aus als würde er recht behalten.

MfG

SD

OChatter
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Re: Kapazitiver Leistungsfaktor

Beitrag von OChatter » Sonntag 24. Mai 2020, 16:24

steckdoesler hat geschrieben:
Sonntag 24. Mai 2020, 10:21
habt Ihr einmal darüber nachgedacht eine Synchronmaschine hin zu stellen, im Leerlauf mitlaufen zu lassen und die Erregung so einzustellen dass ihr im induktiven Bereich seid. Den Rest macht die alte Kompensationsanlage?
Dann doch besser gleich ein BHKW.

steckdoesler
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Re: Kapazitiver Leistungsfaktor

Beitrag von steckdoesler » Sonntag 24. Mai 2020, 18:27

@Ochatter,
Dann doch besser gleich ein BHKW.
und im Sommer, oder wenn mehr Wärme produziert wird als gebraucht?

Ein Motor im Leerlauf braucht nur die Energie um die Lagerreibung zu überwinden und die Energie die das Lüfterrad benötigt.

MfG

SD

Funker
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Re: Kapazitiver Leistungsfaktor

Beitrag von Funker » Sonntag 24. Mai 2020, 20:35

Das ist immer eine Frage der Einstellung.
Man kann ein BHKW Strom geführt oder Wärme geführt fahren.
Wärme kann man auch für den Winter speichern oder auch Strom in Batterieanlagen oder in Form von Pressluft :

https://www.drewag.de/wps/portal/drewag ... sden-reick

Bei dem Standort wird u.a. Pressluft vorgehalten, um bei einem Black out die Turbinen der zentralen Kraftwerke von Dresden "schwarz" starten zu können.

steckdoesler
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Re: Kapazitiver Leistungsfaktor

Beitrag von steckdoesler » Sonntag 24. Mai 2020, 21:36

Hallo Funker,

geht das nicht etwas weit über das hinaus was der Fragesteller will?

MfG

SD

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