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Blindleistung, Blindstrom, Verständnis
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Foren-Übersicht -> Ingenieurwissenschaften -> Blindleistung, Blindstrom, Verständnis
 
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Raymond Bullion
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Anmeldungsdatum: 02.11.2013
Beiträge: 76

BeitragVerfasst am: 13 Dez 2016 - 18:49:30    Titel: Blindleistung, Blindstrom, Verständnis

Servus,

ich habe ein großes Verständnisproblem was die sogenannte "blinde" Leistung betrifft. Diese Energie die auftritt, trägt ja nichts zu Wirkleistung bei. Ich habe einfach nicht begriffen wieso z.B. Blindleistungskompensationen gemacht werden, wieso Blindströme gebraucht werden, ob kapazitiv oder induktiv. Wieso brauchen z.B. Asynchrogeneratoren bei Belastung zusätzliche Blindleistung?

Für mich ist das irgendwie nicht selbsterklärend und erklärt wurde mir das ganze Prinzip in den Grundlagen auch nicht, daher ist mir das peinlich jemanden zu Fragen. Es wird so viel darüber geredet, aber ich weiß einfach nicht wo ich da anfangen soll.

Ich wäre Euch für eine paar Anmerkungen überaus dankbar.

liebe Grüße

Ray
elexberd
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Anmeldungsdatum: 08.10.2010
Beiträge: 788
Wohnort: Berlin

BeitragVerfasst am: 17 Dez 2016 - 11:11:24    Titel:

Da hast du durchaus Recht!
Blindleistung ist gar keine fassbare Leistung, sondern eine reine Rechengröße. Deshalb haben so viele Verständnisprobleme.
Ebenso verhält es sich mit der Scheinleistung. Auch sie ist eine reine Rechengröße, nämlich nur das Produkt aus den Effektivwerten von Netzspannung und Strom, multipliziert mit sqrt(3).
Die einzige eigentliche Leistung ist die Wirkleistung.
Im Verbraucher entsteht durch seine spezifischen Eigenschaften zusätzlich Blindleistung. Die sorgt dafür, dass der Strom größer wird. Deshalb müssen die Leitungen entspechen größer dimensioniert werden als ohne Blindleistung. Damit werden die Kosten der elektrischen Anlage höher als sie für die Übertragung der Wirkleistung erforderlich wären.
Das ist letzlich der Grund dafür, dass die im Verbraucher entstandene Blindleistung kompensiert wird.

Ich hoffe dir geholfen zu haben. Wenn du noch nicht genug verstanden hast, melde dich. Es gibt keine dummen Fragen, sondern nur schlechte Erklärungsversuche.
GvC
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Anmeldungsdatum: 16.02.2009
Beiträge: 3494

BeitragVerfasst am: 17 Dez 2016 - 16:32:25    Titel:

elexberd hat folgendes geschrieben:
Blindleistung ist gar keine fassbare Leistung, sondern eine reine Rechengröße.


Nein, das glaube ich nicht. Ist Blindleistung nicht diejenige Leistung, die zwischen Quelle und Verbraucher periodisch ihre Richtung wechselt, während die Wirkleistung nur in einer Richtung, nämlich von der Quelle zum Verbraucher "fließt"?
Raymond Bullion
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Anmeldungsdatum: 02.11.2013
Beiträge: 76

BeitragVerfasst am: 29 Dez 2016 - 12:44:51    Titel:

Hallo zusammen,

ich habe hier und da was über Blindleistung gelesen, was mir jedoch ins Auge fiel war das Video von Jörn Loviscach (Blindleistung). Ich finde, dass dieses sehr zu empfehlen ist.

GvC hat folgendes geschrieben:
ist Blindleistung nicht diejenige Leistung, die zwischen Quelle und Verbraucher periodisch ihre Richtung wechselt, während die Wirkleistung nur in einer Richtung, nämlich von der Quelle zum Verbraucher "fließt"

Ja das beschreibt es schon zum Teil. Nämlich die Blindleistung ist ja im Mittel null. Ich würde aber gerne auf die Gründe/Ursachen dafür hinweisen. Die Blindleistung ist jene Leistung, die sich aufgrund der Phasenunterschiede zwischen Spannung und Strom ergibt.

Ja die Frage ist jedoch, wieso muss Blindleistung kompensiert werden, wenn sie doch im Mittel null ist? Ich verstehe schon was die Blindleistung jetzt ist. Nur ihre Wirkung ist mir nicht ganz erkennbar/ersichtlich.

Gruß und guten Rutsch allen schon mal!

Ray
isi1
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Anmeldungsdatum: 10.08.2006
Beiträge: 7387
Wohnort: München

BeitragVerfasst am: 29 Dez 2016 - 16:12:09    Titel:

Raymond Bullion hat folgendes geschrieben:
Ja die Frage ist jedoch, wieso muss Blindleistung kompensiert werden, wenn sie doch im Mittel null ist? Ich verstehe schon was die Blindleistung jetzt ist. Nur ihre Wirkung ist mir nicht ganz erkennbar/ersichtlich.
Hi Raymond
Die Antwort ist, dass der Blindstrom in den Zuleitungen, Transformatoren und Generatoren genau so Verluste verursacht wie der Wirkstrom.
Raymond Bullion
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Anmeldungsdatum: 02.11.2013
Beiträge: 76

BeitragVerfasst am: 29 Dez 2016 - 19:18:59    Titel:

isi1 hat folgendes geschrieben:

Die Antwort ist, dass der Blindstrom in den Zuleitungen, Transformatoren und Generatoren genau so Verluste verursacht wie der Wirkstrom.

Okay angenommen. Aber wenn die Blindleistung doch nichts zu der Wirkleistung beiträgt, wieso macht man z.B. bei der HGÜ-Übertragung Blindleistungskompensation? Die Leistung ist doch sogesehen blind, verursacht zwar Verluste aber das sind doch Verluste von denen wir als Verbraucher bzw. der Stromanbieter doch keinen Nutzen hat?

Was ist da die eigentliche Ursache, weswegen man diese Verluste kompensieren muss?
isi1
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Moderator


Anmeldungsdatum: 10.08.2006
Beiträge: 7387
Wohnort: München

BeitragVerfasst am: 30 Dez 2016 - 11:02:28    Titel:

Raymond Bullion hat folgendes geschrieben:
Aber wenn die Blindleistung doch nichts zu der Wirkleistung beiträgt, wieso macht man z.B. bei der HGÜ-Übertragung Blindleistungskompensation?
Klar ist, dass die HGÜ-Anlage bei der Stromlieferung auch den Blindstrom liefern muss. Zeig mal bitte das HGÜ-Beispiel, dann können wir ausloten, warum die Ingenieure das so gebaut haben.
konstantin87
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Anmeldungsdatum: 08.08.2008
Beiträge: 5968

BeitragVerfasst am: 30 Dez 2016 - 13:59:49    Titel:

Sieh dir das Beispiel an: https://de.wikipedia.org/wiki/Blindleistungskompensation#Beispiel

Zitat:
Wiki: Die Blindleistungskompensation nutzt dem Verbraucher, da er die durch den Blindstrom verursachten Leitungsverluste, welche als Verlustwärme abgeführt werden, über die Netznutzungsentgelte bezahlen muss (§ 10 Stromnetzentgeltverordnung). Für das Energieversorgungsunternehmen reduzieren sich durch den niedrigeren Strom die Belastung der Netze und somit deren (ohmsche) Lei(s)tungsverluste. So können Versorgungsanlagen eingespart werden bzw. müssen nicht erweitert werden. Um diesen Effekt beim Verbraucher zu erreichen, wird bei Großabnehmern (Sondervertragskunden) die Blindenergie zusätzlich gemessen und in der Stromrechnung berechnet. Es besteht deshalb ein monetärer Anreiz, den Leistungsfaktor innerhalb gewisser Grenzen (z. B. 0 , 9 < λ < 1 {\displaystyle 0{,}9<\lambda <1} 0{,}9<\lambda <1) zu halten.
Raymond Bullion
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Anmeldungsdatum: 02.11.2013
Beiträge: 76

BeitragVerfasst am: 31 Dez 2016 - 11:17:21    Titel:

Hallo in der Runde,

Also das Beispiel veranschaulicht es schon.
konstantin87 hat folgendes geschrieben:
Sieh dir das Beispiel an: https://de.wikipedia.org/wiki/Blindleistungskompensation#Beispiel

Ich habe auch gelesen, dass manche Generatoren der Atomreaktoren zur Blindstromkompensation genutzt werden.

Ich muss jedoch offen zugeben, dass ich es mir vorstellen kann, jedoch kann ich es nicht ganz nachvollziehen. Klar sind mir die Zusammenhänge bei den Energiespeichern, nämlich dem Kondensator und der Spule. Bei der Spule/Induktivität/Drossel eilt die Spannung um 90 Grad dem Strom voraus. Der Strom eilt also um 90 Grad der Spannung nach. Beim Kondensator ist es hingegen genau andersrum.

Ersichtlich ist dann auch dass durch Phasenverschiebungen mittels einem Parallelschalten einer Induktivität zu einem Kondensator sich die Blindströme kompensieren.

Ich erkenne jedoch noch nicht ganz die Gefahr, die Probleme die auftreten können. Nehmen wir mal als Beispiel die Längs- und Querkompensation an 400kV-Freileitungen.

Wir haben einmal die Leitungsgleichungen, am Leitungsanfang und den darin vorkommenden Wellenwiderstand, der sich aus den Betriebswerten der Leitung errechnet. Sprich die ganze mathematische Beschreibung.

Jetzt könnte man ja drei Fälle betrachten.

1) Belastete Leitung ohne Kompensation
2) Belastete Leitung mit Serienkompensation
3) Belastete Leitung mit Parallelkompensation

1) Auswirkungen sind ja z.B. zu hohe Spannungen am Leitungsende, oder auch zu niedrige.

Bei 2) werden zur Reduzierung des Leitungswinkels Reihenkondensatoren vorgesehen. Was genau ist der Leitungswinkel?

3) Um das Spannungsprofil bei Abschluss der Leitung mit beispielsweise doppelten Wellenwiderstand zu verbessern, nimmt man thyristorgesteuerte Ladestromkompensationsdrosseln (TCR)

Bei diesen ganzen Maßnahmen verliere ich komplett das Augenmerk wo genau die Blindleistung auftritt, wo sie Probleme macht?

Grüße

Ray
konstantin87
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Anmeldungsdatum: 08.08.2008
Beiträge: 5968

BeitragVerfasst am: 31 Dez 2016 - 13:37:06    Titel:

Bitte löse dich von ideellen ohmschen Verbrauchern, die du in den Grundlagen der Elektrotechnik zu Beginn kennengelernt hast. Die Welt ist nicht ideal Wink
Zu deiner Frage, hier (oder quasi überall) tritt Blindleistung auf:

Zitat:
Im technischen Bereich sind elektrische Verbrauchsmittel meist ohmsch-induktiv, d. h., die Verbraucher benötigen ein magnetisches Feld und beziehen induktive Blindleistung.

Blindleistung kann nicht genutzt, bzw. nicht in eine andere Energieform umgewandelt werden, belastet aber das Stromversorgungsnetz und die Erzeugeranlagen (Generatoren, Transformatoren).

In größeren Anlagen kann die Summe der einzelnen Fehlanpassungen groß genug werden, um das allgemeine Stromnetz mehr als zulässig zu belasten. Übliche Energiezähler erfassen nur Wirkenergie. Daher werden vorrangig bei gewerblichen Großkunden spezielle Zähler zur Messung der Blindenergie installiert.

Die dauernden Kosten rechtfertigen ab einer gewissen Größe die Installation eines kapazitiven Verbrauchers, der Blindleistungskompensationsanlage. Diese wird am zentralen Einspeisepunkt zu allen induktiven Verbrauchern hinzugeschaltet.

Die Blindleistungskompensationsanlage besteht aus fest eingebauten oder automatisch zugeschalteten Kondensatoren (aktive Blindleistungsfilter), die einen kapazitiven Blindstrom aufnehmen, der dem üblicherweise induktiven Blindstrom der Verbraucher entgegengesetzt gerichtet ist.


Deine drei Beispiele kannst du mit einem beliebigen Simulationstool selbst veranschaulichen (wird dir am Ende aber das gleiche verdeutlichen wie das oben verlinkte Beispiel).
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