Blindleistung/Wirkleistung/Scheinleistung?
Kann jemand von euch diese Begriffe kurz erklären :)
2 Antworten
Nur ganz kurz:
Blindleistung
Weil die Leistung zum Aufbau eines elektr. Feldes bei dessen Abbau wieder ans Netz zurückgegeben wird (von Verlusten abgesehen) bezeichnet man diese Leistung als Blindleistung. Ein Motor beispielsweise baut in den Spulen dauernd Magnetfelder auf und ab. Der immer wiederkehrende Feldaufbau belastet das Netz jedes Mal mit einer Leistung, die aber so nicht genutzt wird und "blind" nur hin-und-hergeschickt wird Blindleistung. Die Blindleistung wird in Voltampere Reaktiv (var) ausgedrückt.Blindleistung tritt nur bei Wechselspannungen auf.
Wirkleistung:
Daneben konsumiert der Motor Leistung, die er dann in mechanische Arbeit umsetzt (der eigentliche Einsatzzweck des Motors). Diese Leistung wird als Wirkleistung bezeichnet und in Watt (W) ausgedrückt.
Scheinleistung:
Für die Dimensionierung und das Management eines Netzes – also aus Versorgersicht – sind beide Leistungskomponenten bedeutsam (und kostenwirksam). Die Gesamtleistung, die bereitgestellt werden muss bezeichnet man als Scheinleistung. Sie wird in Voltampere (VA) ausgedrückt. Theoretisch ist das also die Summe – also die Wurzel aus den quadrierten und summierten Einzelwerten – aus Wirkleistung und Blindleistung.
Oh, vielen Dank für das nette Kompliment. Habe ich selten hier bekommen ;-)
Blindleistung entsteht immer dran wenn im Wechselstromsystem Spannung und Strom nicht in Phase sind sondern Zeitlich voneinander versetzt sind. Siehe Bild:
Wir sehen also Spannung und Strom sind nicht in Phase sondern voneinander um 90° verschoben. das heißt, der Strom kommt später als die Spannung. Das ist ein Typisches Verhalten von Induktivitäten als Eselsbrücke kannst du dir folgenden Spruch merken: "Induktivitäten, Ströme sich verspäten"
Physikalisch erklärt passiert folgendes in einer Spule: Ein Wechselstrom fließt durch eine Spule und die Lenzsche regel besagt nun, dass ein Magnetfeld aufbaut, dessen Änderung eine Spannung induziert, der der Ursache entgegen wirkt. 230V gegen 230V ist 0V es fließt also kein Strom die Spannung beträgt aber 230V. Das heißt die Spannung ist da der Strom fließt aber noch nicht aufgrund der Gegeninduktion der Spule.
Sobald die Spitzen Spannung U^ erreicht wird gibt es keine Änderung mehr und es wird nichts mehr induziert und es kann ein Strom fließen. So kommt das, dass der Strom immer etwas später ist als die Spannung.
Die Verschiebung um 90° kommt daher weil es in dem Beispiel um eine ideale Induktivität handelt.
Kommen wir nun zur Blindleistung. Wir wissen, dass Leistung P in Watt das Produkt aus Spannung und Strom ist also P=U*I. Schauen wir uns die Kurven genauer an.
Wir schließen eine ideale Spule an ein Wechselspannungssystem an und sehen, dass die Spannung an liegt aber im Bereich von 0-90° erstmal kein Strom fließt. Es wird also keine Leistung verbraten, denn für eine Leistung benötigen wir Spannung und Strom.
Ab 90° bis 180° sehen wir einen positiven Strom und eine positive Spannung und die Mathematik sagt, dass positiv und positiv positiv ergibt. Wir erhalten also eine positive Leistung.
Doch was passiert im Beriech 180° bis 270°? Wir haben einen positiven Strom und eine negative Spannung und wir wissen, dass negativ und positiv negativ ergibt. Wir müssen also eine negative Leistung erhalten aber du kannst keine negative Leistung aus dem Netz ziehen. was heißt das? Diese Leistung entlädt sich in die darauf folgende positive Leistung.
Das heißt, dass die Leistung reaktiv im Netz wirkt also zurückwirkend ist und diese negative Leistung, das ist die Blindleistung.
Diese Blindleistung ist da und belastet das Netz ohne, dass es für uns einen Nutzen bringt, wodurch die Wirkleistung kleiner wird.
Blindleistung Q und Wirkleistung P ergeben zusammen die Scheinleistung S
Einfach zusammenrechnen kann man diese nicht, da die Leistungen vom Winkel abhängig sind, je kleiner der Verschiebungswinkel cos phi, desto kleiner wird auch die Blindleistung. Logisch, denn der Bereich in der wir einen positiven Strom mit einer negativen Spannung oder umgekehrt erhalten wird kleiner. Bei der Spule sind es 90°
Der Satz des Pythagoras wird hier angewendet um Blindleistung, Scheinleistung und Wirkleistung unter Berücksichtigung des Verschiebungswinkels in ein Verhältnis zu bringen.
S=P^2+Q^2 die Scheinleistung beinhaltet also sowohl die Wirk als auch die Blindleistung. Es SCHEINT daher so als würde die Leistung verbraten werden, tatsächlich nutzen wir nur die Wirkleistung. Die Blindleistung wirkt sozusagen zurück ins Netz und deshalb wird das Netz dadurch zusätzlich belastet.
Wenn die Blindleistung zu groß wird, kann es Probleme mit dem Netzbetreiber geben, denn eine größere Belastung des Netzes verlangt einen größeren Querschnitt und dann gibt dir der Netzbetreiber 2 Optionen: "Entweder du bezahlst die Verlegung eines größeren Querschnitts oder du kompensierst diese Blindleistung" Es ist wesentlich günstiger zu Kompensieren als einen neuen Querschnitt zu verlegen.
Beim Kompensieren will man versuchen den Phasenverschiebungswinkel zu verkleinern, sodass wir wieder an unsere Wirkleistung kommen. Am besten ist selbstverständlich ein Phasenverschiebungswinkel von 0° doch das ist in der Praxis beim Kompensieren nahezu unmöglich, da sonst das System instabil wird und damit beginnt zu schwingen. Das ist in etwa das selbe wie als wenn du mit einem nassen Finger am Rand eines Glases kreist. Das Glas beginnt damit zu schwingen, wodurch diese Töne zu Stande kommen. Je stärker du das Glas zum Schwingen bringst, desto instabiler wird es bis das Glas schlussendlich zerbricht. In der Elektrotechnik gibt es ebenfalls ein solches Phänomen. Deshalb sagt die TAB, dass der Phasenverschiebungswinkel von 0,9 ausreicht.
hast du also einen Phasenverschiebungswinkel von weniger als 0,9 muss kompensiert werden. Induktivitäten werden mit Kapazitäten Kompensiert, da Kapazitäten die natürlichen Gegenspieler von Induktivitäten sind. Sie machen also das selbe mit dem Strom im Wechselstromnetz wie eine Induktivität nur umgekehrt also erst kommt der Strom dann die Spannung.
Das siehst du daran wenn du das Laden und Endladen eines Kondensators betrachtest. Beim Anlagen einer Spannung am Kondensator fließt ein hoher Strom doch die Spannung am Kondensator geht gegen 0. Sobald der Kondensator sich aufgeladen hat gleicht sich die Spannung am Kondensator an die angelegte Spannung U0 an und es fließt kein Strom mehr.
Die Kapazitive Blinleistung und die Induktive Blindleistung werden werden zwischen der Kapazität und der Induktivität immer hin und her geworfen und schwingt damit zwischen dem Kondensator und der Spule hin und her. Ist der Phasenverschiebungswinkel cos phi nach der Kompensation 0, heben sich der Induktive Blindwiderstand XL und der Kapazitive Blindwiderstand XC gegenseitig auf und wir haben einen Widerstand von 0 Ohm, was einen Kurzschluss bewirkt.
Aus dem Grund wird verhindert, dass die sogenannte Ressonanzfrequenz nicht erreicht wird, denn die Resonanzfrequenz ist eine Frequenz, bei der Die Induktivität und die Kapazität anfangen zu schwingen. Wenn cos phi = 0 ist, würde es bedeuten, dass die Resonanzfrequenz der verwendeten Induktivität und der Kapazität 50Hz beträgt, da die Frequenz in unserem Netz ebenfalls 50Hz beträgt.
Die Resonanzfrequenz der Induktivität und der Kapazität darf also nicht 50Hz ergeben. Die Resonanzfrequenz ist also höher. währe die Resonanzfrequenz niedriger, würde es bedeute, dass wir mit der Kapazität über Kompensiert hätten, es entsteht also wieder eine Blindleistung, nu dass die Blindleistung diesmal in die andere Richtung zeigt, das heißt, der Strom würde hinterherlaufen und währe früher als die Spannung.
Die Scheinleistung ist das Produkt (Multiplikation) von Spannung und Strom. Ansonsten super Antwort!