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Die 4 Quadranten von Blindleistung beziehen sich auf die verschiedenen Kombinationen von Wirkleistung (P) und Blindleistung (Q) in einem Wechselstromsystem. Diese Quadranten werden danach definiert, ob Strom erzeugt oder verbraucht wird und ob das System Blindleistung liefert oder aufnimmt.
Die Quadranten werden anhand des Vorzeichens von P (Wirkleistung) und Q (Blindleistung) kategorisiert:
| Quadrant | Wirkleistung (P) | Blindleistung (Q) | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| Frage 1 | + (Verbraucht) | + (Nacheilend, Induktiv) | Die Last absorbiert sowohl Wirk- als auch Blindleistung (z. B. Induktionsmotor). |
| Q2 | - (Generiert) | + (Nacheilend, Induktiv) | Die Quelle liefert Wirkleistung, nimmt aber Blindleistung auf (selten, aber unter bestimmten Generatorbedingungen möglich). |
| Drittes Quartal | - (Generiert) | - (Voreilend, Kapazitiv) | Die Quelle liefert sowohl Wirk- als auch Blindleistung (z. B. Wechselrichter-basierte Erzeugung mit kapazitiver Unterstützung). |
| Viertes Quartal | + (Verbraucht) | - (Voreilend, Kapazitiv) | Die Last nimmt Wirkleistung auf, liefert jedoch Blindleistung (z. B. übererregter Synchronmotor oder Kondensatorbank). |
Wirkleistung (P): Stellt die Wirkleistung (kW) dar, die zu oder von einem Gerät fließt.
+P: Es wird Strom verbraucht (z. B. Motor).
-P: Strom wird erzeugt (z. B. Solarwechselrichter).
Blindleistung (Q): Stellt die zwischen Quelle und Last schwankende Leistung dar (kVAR).
+Q: Induktive Last (nacheilender Strom, absorbiert Blindleistung).
-Q: Kapazitive Last (voreilender Strom, liefert Blindleistung).
Q1 (P+, Q+): Gemeinsam für Industriemotoren, Transformatoren.
Q4 (P+, Q-): Übererregte Synchronmotoren, Kondensatorbänke.
Q3 (P-, Q-): Netzunterstützende Wechselrichter (PV-/Windparks liefern VArs).
Q2 (P-, Q+): Selten, aber unter bestimmten Generatorbedingungen möglich.
Nacheilender Leistungsfaktor (Q1): Induktive Last (z. B. Motoren).
Führender PF (Q4): Kapazitive Last (z. B. Kondensatoren).
Einheits-PF: Rein ohmsche Last (Q=0).
Das Verständnis der 4 Quadranten der Blindleistung hilft bei der Analyse des Leistungsflusses, der Gestaltung von Kompensationssystemen (z. B. SVG / STATCOM s, Kondensatorbänke) und Gewährleistung der Netzstabilität. Moderne Leistungselektronik (wie Wechselrichter) kann in allen vier Quadranten betrieben werden, um eine dynamische Blindleistungsunterstützung zu gewährleisten.
Statischer Var-Generator Verwenden Sie Spannungsquellenumrichter (VSCs) mit IGBTs, um Blindleistung dynamisch zu erzeugen oder zu absorbieren. Sie können in allen vier Quadranten der Spannungsqualitätsebene betrieben werden und eignen sich daher ideal für moderne Stromversorgungssysteme mit erneuerbaren Energien, industriellen Lasten und Netzunterstützung.
| Quadrant | Wirkleistung (P) | Blindleistung (Q) | SVG Betrieb | Anwendungsbeispiel |
|---|---|---|---|---|
| Frage 1 | + (Verbraucht) | + (Induktiv, nacheilend) | Absorbiert Q (wirkt wie eine Induktivität) | Kompensation überschüssiger kapazitiver VARs |
| Q2 | - (Generiert) | + (Induktiv, nacheilend) | Liefert P, absorbiert Q (selten) | Regeneratives Bremsen mit induktiver Last |
| Drittes Quartal | - (Generiert) | - (Kapazitiv, Voreilend) | Liefert sowohl P als auch Q | Erneuerbare Energiesysteme (PV/Wind) |
| Viertes Quartal | + (Verbraucht) | - (Kapazitiv, Voreilend) | Liefert Q (wirkt wie ein Kondensator) | Leistungsfaktorkorrektur für induktive Lasten |
Schnelle Reaktionszeit (≤ 1 Zyklus) im Vergleich zu SVCs (10–50 ms).
Kontinuierliche und gleichmäßige Steuerung (keine stufenweisen Änderungen wie bei Kondensatorbänken).
Keine Oberwellen (verwendet PWM-basierte Wechselrichter, keine Filter erforderlich).
Bidirektionaler Blindleistungsfluss (kann sofort zwischen Q-Absorption und -Einspeisung umschalten).
Spannungs- und Leistungsfaktorstabilisierung (verbessert die Netzstabilität).
Geringer Platzbedarf und modulares Design (kompakt im Vergleich zu SVCs).
IPv6-Netzwerk unterstützt
