Hallo liebe µC Community,
mir stellt sich die Frage, warum Blindleistung überhaupt ein Problem für
Netzbetreiber darstellt, dazu würde ich gerne besser verstehen, wie man
sich Blindleistung eigentlich vorstellen kann :)
Ein Beispiel:
Wir betrachten einen idealen Kondensator ohne Widerstand. Sagen wir, wir
nehmen einen 100 µF Kondensator und legen über diese eine
Wechselspannung von 10 Volt bei 50 Hz an. Rein Rechnerisch ergibt sich
dadurch eine (betragliche) Blindleistung von:
Q = U^2 / X = (10V)^2 / (1/(2*pi*50*100µF)) = (10V)^2*(2*pi*50*100µF) =
3.141 VAr
Diese 3.141 VAr sind ja 3.141 Joule/s
Man stellt sich ja Blindleistung als Leistung vor, die im Netz hin und
her pendelt. Aber wie kann man das energetisch verstehen? Die
Spannungsquelle muss ja 3.141 Joule/s aufbringen, wohin verschwinden
die? In diesem idealen Stromkreis gibt es ja keinen Widerstand, welche
diese Energie in Wärme umsetzen könnte. Aber man könnte diese Schaltung
ja stundenlang vorsichhin laufen lassen, wobei die Spannungsquelle immer
schön 3.141 J jede Sekunde abgibt. Aber wohin geht diese Energie dann?
Kann man sich diese Leistung nicht etwa als Joule / Sekunde vorstellen
die abgegeben werden?
Hoffe ihr könnt mich da etwas aufklären :)
Gruß
Quaditz
S. O. schrieb:> Aber man könnte diese Schaltung> ja stundenlang vorsichhin laufen lassen, wobei die Spannungsquelle immer> schön 3.141 J jede Sekunde abgibt.
sie pendelt. Ein Pendel was pendelt verschwindent doch auch nicht.
> Aber wie kann man das energetisch verstehen? Die> Spannungsquelle muss ja 3.141 Joule/s aufbringen,
muss sie nicht. Sie muss sie nur einmal aufbringen, danach hat die
Spannugsquelle keine bedeutung mehr und liefert auch keine Energie.
> mir stellt sich die Frage, warum Blindleistung überhaupt ein Problem für> Netzbetreiber darstellt
weil sie leider keine Leitungen ohne Widerstand haben. Damit erzeugt die
Blindleistung dann doch wieder Wirkleistung.
Ah ok, das hat mir zum Verständnis schonmal weiter geholfen, vielen
Dank!
Mich hats immer nur etwas gewundert, dass das Kraftwerk ja auch im
Idealfall Energie pro Sekunde an den Kondensator abgibt! Aber wie man an
diesem Bild schön sehen kann,
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/0/00/Blindleistung-Leistungsverlauf.png
ist diese Energie pro Sekunde zur Hälfte positiv zur Hälfte Negativ,
d.h. das Kraftwerk kriegt in jeder Periode die Energie wieder, die es
innerhalb dieser Periode auch aufgebraucht hat. Wobei währrenddessen
durch Leitungsverluste natürlich Energie verloren geht!
Hoffe das passt so :) Vielen Dank!
Hi, S. O.,
> ist diese Energie pro Sekunde zur Hälfte positiv zur Hälfte Negativ,> d.h. das Kraftwerk kriegt in jeder Periode die Energie wieder, die es> innerhalb dieser Periode auch aufgebraucht hat.
Richtig, bei Fehlanpassung kommt die Energie zurück.
Dummerweise mit einem Phasenwinkel. Den muß der Generator ausgleichen.
Wäre bei manchen nicht die Sicherung geflogen, hsollen sie beim Versuch
ihre Kupferwicklung verflüssigt.
50 Hz sind zwar keine HF, impedanzrichtige Anpassung trotzdem sinnvoll.
Ciao
Wolfgang Horn
S. O. schrieb:> Wobei währrenddessen> durch Leitungsverluste natürlich Energie verloren geht!
Eben. Das Kraftwerk muss z.B. 1050W einspeisen, damit der Verbraucher
1000W bekommt, aber der zahlt eben nur die 1000W. Das ist zwar
grundsätzlich so, aber die Leitungsverluste zu Lasten des Versorgers
entstehen eben durch Blindstrom genauso wie durch Wirkstrom. Im
Extremfall (Kondensator) muss der Versorger die Leitungsverluste durch
den Blindstrom tragen und der Kunde zahlt überhaupt nichts.
Von den Auswirkungen auf die Netzstabilität mal ganz abgesehen.
Gruss Reinhard
> 50 Hz sind zwar keine HF, impedanzrichtige Anpassung trotzdem sinnvoll.
In der Energietechnik hat sich die "Spannungsanpassung" durchgesetzt,
dass ergibt besseren Wirkungsgrad über alles ...
http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsanpassung
Reinhard Kern schrieb:> S. O. schrieb:
...
> entstehen eben durch Blindstrom genauso wie durch Wirkstrom. Im> Extremfall (Kondensator) muss der Versorger die Leitungsverluste durch> den Blindstrom tragen und der Kunde zahlt überhaupt nichts.
...
Also ganz so ist es nicht, diese "Verluste" werden natürlich einfach auf
alle umgelegt und schlagen sich im Grundpreis nieder.
Wolfgang Heinemann schrieb:> Also ganz so ist es nicht, diese "Verluste" werden natürlich einfach auf> alle umgelegt und schlagen sich im Grundpreis nieder.
Schön (wie sollte es auch sonst sein), aber umso ungerechter ist es ja,
wenn einzelne Verbraucher exorbitant viel Blindstrom "verbrauchen", sie
tun das ja auf Kosten der Allgemeinheit. Daher wird das zurecht durch
technische Vorschriften eingeschränkt.
Gruss Reinhard
> Daher wird das zurecht durch technische Vorschriften eingeschränkt.
Und bei Sondertarif-Kunden z.T. mittels Blindstromzählern auch in
Rechnung gestellt.
Jetzt weiß ich auch, warum wir als Privatverbraucher 28cent zahlen,
obwohl der Strom nur knapp unter 4 cent liegt :-)
Also ist der Blindstrom schuld...
Nein, der Strom wird für unter 4 ct gehandelt. Und das ist Tatsache.
Weil es aber Abnehmer gibt, die ihn geschenkt bekommen, kostet er uns
dafür dann 28ct. Auch Tatsache.
Aber das gehört nicht zum Thema :-)
Geht nicht anders:
Eine bekannte und fast allseits beliebte Doktorin der Physik (mit
einschlägiger Propaganda-Erfahrung) hat durchgesetzt, dass elektrische
Energie, die hätte geliefert werden KÖNNEN, auch vergütet werden MUSS.
Und zwar alleine vom Strom-Normaltarif-Kunden, der sich schlecht wehren
kann.
(Eine vergleichbare Regelung gibt es beim Kindergeld nicht ... )
So etwas gibt dem Begriff 'Blind'leistung zweifellos eine neue
Dimension ...
Ob Blind oder nicht, Leitung ist auch mit Strom verbunden. Mir ist schon
vor langer Zeit das Gerücht zu Ohren gekommen, dass das Leitungsnetz
auch einen ohmschen Widerstand hat. Ohmsche Widerstände heißt aber auch,
dass Dein Strom, auch wenn er blind ist, einen Spannungsabfall
produziert.
> ... dass das Leitungsnetz auch einen ohmschen Widerstand hat
Die richtigen 'Experten' in der Exekutive stehen kurz vor der Lösung,
sie haben soeben erfahren, dass man einfach nur diesen ohmschen
Widerstand kurzschliessen muss:
Derzeit sind beim einschlägigen Eletronik-Versand Null-Ohm-Widerstände
ausverkauft !
Hi, U. B.,
beachte die Besserwisser-Regel: "Wer sich als Besserwisser profilieren
will, der sollte es wirklich besser wissen."
>> 50 Hz sind zwar keine HF, impedanzrichtige Anpassung trotzdem> sinnvoll.>> In der Energietechnik hat sich die "Spannungsanpassung" durchgesetzt,> dass ergibt besseren Wirkungsgrad über alles ...
Da war sogar vom Kondensator die Rede, von zurück fließender Energie!
Sobald die mit einem Phasenwinkel zurück kommt.
Hierzu auch Wikipedia, "Blindwiderstand": "Ein idealer linearer
Blindwiderstand verursacht nur Blindleistung im Netz, verbraucht jedoch
keine Wirkleistung. Die zum Auf- und Abbau elektrischer oder
magnetischer Felder benötigte elektrische Energie wird wieder an den
Erzeuger zurückgegeben, belastet jedoch die Leitungen."
Korrektur: Die Zusatzbelastung ist nicht auf die Leitungen beschränkt.
Sondern der Generator wird durch den Phasenwinkel eines Blindwiderstands
zusätzlich belastet.
Siehe auch "Blindleistungskompensation":
http://de.wikipedia.org/wiki/Blindstromkompensation
Ciao
Wolfgang Horn
äh, wo bitte gibt es real im Netz und beim Verbraucher so kapazitive
Lasten?
die meisten und größten sind induktiv, gut SNT machen da wieder mal ne
Ausnahme,
mit Kapazitäten werden Blindleistungen kompensiert, also das Bsp. oben
ist voll fürn Popo
Hi, Elo,
> äh, wo bitte gibt es real im Netz und beim Verbraucher so> kapazitive Lasten?
Natürlich sind induktive sehr viel häufiger. Beispielsweise die
Vorschaltdrossel vor den üblichen Leuchtstofflampen.
Schau einfach unter "Blindstromkompensation".
Ciao
Wolfgang Horn
Wolfgang Horn schrieb:> Natürlich sind induktive sehr viel häufiger. Beispielsweise die> Vorschaltdrossel vor den üblichen Leuchtstofflampen
die aber schon seit jahren nicht mehr neu verbaut werden und meist durch
lampen mit Schaltnetzteilen ersetzt werden. Es wohl wohl bald mit
Indukivitäten Kompensiert werden müssen.
> Es wird wohl bald mit Indukivitäten Kompensiert werden müssen.
ist das nun der technische Fortschritt oder der Schritt kurz vorm
Abgrund ?
wo Kupfer ja immer teurer wird, müssen dann wohl alte Eisenschweine >
E-Motoren in die Kompensationsanlage rein?
Peter II schrieb:> Es wohl wohl bald mit> Indukivitäten Kompensiert werden müssen.
Wie ist es im Energienetz denn jetzt? Eher induktiv oder eher kapazitiv?
In den Anfangszeiten der Elektrotechnik siebte man übrigens gleich
gerichteten Drehstrom mit Spulen. Die Zeiten von
Mehrphasen-Quecksilberdampfgleichrichtern. Ausreichende Kondensatoren
gab es da noch nicht.
Peter II schrieb:> weil sie leider keine Leitungen ohne Widerstand haben. Damit erzeugt die> Blindleistung dann doch wieder Wirkleistung.
Das ist definitiv falsch.
Wilhelm F. schrieb:> Wie ist es im Energienetz denn jetzt? Eher induktiv oder eher kapazitiv?
Man bemüht sich, das Netz eher leicht kapazitiv zu lassen, damit die
(Momentan-)Spannung stabiler bleibt und Störströme ungleich bzw. größer
50Hz und HF kurzgeschlossen werden.
Reinhard Kern schrieb:> Wolfgang Heinemann schrieb:
...
> Schön (wie sollte es auch sonst sein), aber umso ungerechter ist es ja,> wenn einzelne Verbraucher exorbitant viel Blindstrom "verbrauchen", sie> tun das ja auf Kosten der Allgemeinheit. Daher wird das zurecht durch> technische Vorschriften eingeschränkt.
korrekt ... und nicht hämisch grinsen wenn der neue Fernseher im Standby
0,5W Zieht und dafür den Rest in Blindleistung verballert ...
Wolfgang Heinemann schrieb:> Reinhard Kern schrieb:>> S. O. schrieb:
...
>> Also ganz so ist es nicht, diese "Verluste" werden natürlich einfach auf> alle umgelegt und schlagen sich im Grundpreis nieder.
damit meinte ich natürlich nicht das es auf alle zu gleichen Teilen
umgelegt wird ... wo kämen wir denn da hin?
Hallo,
"aha" schrieb : "Aber bei der GEZ! Und seit kurzem gibt's gar keine
Ausnahmen mehr."
und das ist auch gut so, ich kann den Verein und seine Methoden zwar
auch nicht leiden - aber wofür die Rundfunkgebühren gezahlt werden
müssen ist eine wichtige und gute Sache:
Das trifft jetzt nicht immer unbedingt auf die öffentlich rechtlichen TV
Programme in der Zeit bist so 20 - 22 Uhr zu, aber es gibt besonders bei
einzelnen ARD Programmen manchmal spät Abends echte Sahnestückchen die
mann auch nicht im Bezahlfehrnsehen bekommt - und auf anspruchsvolle
Radioprogramme (nicht alles ist SWR3 oder WDR4) möchte ich auch nicht
verzichten.
Das hat jetzt alles kein Zusammenhang mit Blindleistung aber musste doch
mal gesagt werden (vieleicht landet es Offtopic Bereich)
noch ein aha
Wolfgang Horn schrieb:>> äh, wo bitte gibt es real im Netz und beim Verbraucher so>> kapazitive Lasten?> Natürlich sind induktive sehr viel häufiger. Beispielsweise die> Vorschaltdrossel vor den üblichen Leuchtstofflampen.> Schau einfach unter "Blindstromkompensation".
Das stimmt aber nicht ganz!
Folgende Grafik wurde bei uns in der VL mal gezeigt: (ich schätze, dass
sie für Deutschland ganz ähnlich gilt)
http://www.eeh.ee.ethz.ch/fileadmin/user_upload/eeh/news_events/Kolloquien/S101015_Spannungsregelung_im_Uebertragungsnetz_der_Schweiz_PRINT.pdf
Seite 18
Man sieht, dass tagsüber durchaus die induktive Blindleistung dominiert.
Nachts aber eher die kapazitive. Begründet wurde das, glaub ich, damit,
dass Nachts viele Elektrolyseanalgen usw. laufen, die eher kapazitive
Blindleistung generieren.
Bzgl. der Problematik: Die Stabilität des Generators und die
Ständererwarmung muss auch beachtet werden! Bei zuviel geforderter
ind/kap. Blindleistungsabgabe kann das ein Problem werden.
Autor: Gatz (Gast) Datum: 16.08.2013 12:10
> Dadurch müssen die Generatoren größer dimensionieren werden,> was natürlich kostet.
Nicht nur diese, sondern das gesamte Netz (Leitungen, Trafos,
Sicherungen) wird dadurch belastet.
Heute ist neben Verschiebeblindleistung die Verzerrungsblindleistung ein
großes Problem. Sie entsteht durch nichtlineare Verbraucher, vor allem
Netzteile mit Gleichrichter und Siebelko. Bei diesen fließt ja Strom und
damit die gesamte Leistung nur in der kurzen Zeit, wenn die Netzspannung
größer als die C-Spannung ist --> Eindellen der Sinuskuppe
Deshalb ist für Verbraucher mit mehr als 70W PFC vorgeschrieben.
Solche "neuartigen" Belastungen können manchmal durch
Resonanzerscheinungen zu großen Problemen führen.
Da helfen oft nur aktive Filter, die dafür sorgen, dass der
Versorgungsstrom wieder sinusförmig wird. Die Firma Dominit Netzqualität
ist da ein Ansprechpartner.
Mich wundert eh, dass hierfür nicht z.B. die Solarwechselrichter
verwendet / verdonnert werden. Die müssten ja nur in der Sinuskuppe mehr
Strom liefern.
Hallo Johannes O.
> Man sieht, dass tagsüber durchaus die induktive Blindleistung dominiert.> Nachts aber eher die kapazitive. Begründet wurde das, glaub ich, damit,> dass Nachts viele Elektrolyseanalgen usw. laufen, die eher kapazitive> Blindleistung generieren.
Das hat auch etwas mit den Netzten selber zu tun. Freileitungsnetzte
sind eher induktiv und haben einen Wellenwiderstand von 300-600 Ohm,
Erdkabel sind stark kapazitiv mit einem typischen Wellenwiderstand um 50
Ohm. *)
In sehr schwach belasteten Netzten dominiert der kapazitive Anteil der
Leitung das Netz.
Hier kommt auch die "natürlich Leistung" einer Energieleitung ins Spiel,
weil, überspitzt ausgedrückt, die kapazitive Last einer Leitung immer
vorhanden ist, die induktive aber erst entsteht, wenn Strom fliesst. Das
stimmt zwar nicht ganz, weil ja auch der kapazitive Blindstrom einer
Leitung ein Stromfluss ist, der zur induktiven Blindlast beiträgt. **)
Jedenfalls verändert sich das Verhalten einer Energieleitung in
Abhängigkeit von ihrer Last, und wenn sie so ohmsch belastet ist, das
sich ihre eigenen Blindanteile wegkompensieren, hat man die
(http://de.wikipedia.org/wiki/Nat%C3%BCrliche_Leistung natürliche
Leistung) der Leitung erreicht. So ist auch eine Freileitung im Leerlauf
leicht kapazitiv. Bei Belastung wird sie aber induktiver, bis bei
natürlicher Leistung eine Kompensation von kapazitivem und induktivem
Anteil gegeben ist. Steigert man die Last weiter, wird die Leitung dann
induktiv, weil jetzt der induktive Anteil überwiegt. Aufgrund der
höheren Anfangskapazität ist der Punkt der natürlichen Leistung bei
Erdkabeln später erreicht.
Über das für und wieder von Freileitung gegenüber einem Erdkabel kann
man lange streiten. Technisch gesehen ist es eine Auslegungssache. Durch
Ästhetische- und Naturschutzgründe wird daraus ein Politikum.
Ästhetische Gründe lasse ich persönlich nicht gelten, sonst kommt noch
einer daher und verlangt, das ich mit einem Sack über dem Kopf rumlaufe.
Persönlich finde ich Freileitungen eher "interessant", besonders wenn
Mastbilder verwendet werden, die sich nicht an dem langweiligen
Donauschema orientieren. Reine Ästhetik ist auf Dauer halt langweilig.
Und beim Naturschutz gibt es auch differenzierende Meinungen.
*) Für die 50Hz und die ersten Oberwellen sind die Stossstellen kein
Problem, aber durchaus für die hochfrequenten Anteile, die beim Schalten
auftreten. Durch Reflexionen an den Stossstellen können sich in
Schaltanlagen erhebliche Überspannungen aufbauen. Gegen die
höherfrequenten Anteile aus Blitzeinschlägen in Freileitungen stellt die
Stossstelle einen gewissen Selbstschutz für das Kabel dar. Beim Übergang
von der Freileitung auf das Kabel wird ein Teil der Leistung in die
Freileitung zurück reflektiert.
**) Tatsächlich kann der kapazitive Blindstrom eines Kabels schnell so
gross werden, dass Hoch/Höchstspannungsleitung auch auf kurzen
Abschnitten im Leerlauf aktiv gekühlt werden müssen (hohler Innenleiter
und Wasserströmung hindurch). Das hat aber auch etwas mit der relativ
schlechten Kühlung eines im Boden verlegten Erdkabels verglichen mit
einer gut luftgekühlten Freileitung zu tun. Freileitungen sind oft so
dünn ausgelegt, das sie bei Vollast weit über 100°C warm werden. Ein
Anfassen wäre also auch ohne die Hochspannung nicht ratsam. ;-)
Ach, es ist solange her, und ich hab soviel vergessen. :-(
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de
Stefan E. schrieb:> Wenn die Hälfte im Bierglas Schaum wäre, würdest du dich auch beschweren> ;-)
Dann gibt es in England gar keine Blindleistung weil es da keinen Schaum
auf dem Glas gibt :=)
Dein Beispiel gibt die Phasenbeziehung nicht korrekt wieder.
Elo schrieb:> äh, wo bitte gibt es real im Netz und beim Verbraucher so kapazitive> Lasten?
Die Höchstspannungsleitungen sind kapazitiv und werden
mit grossen Drosseln kompensiert...
