Statischer Var-Generator und Leistungsfaktorkorrektur

Was ist die Leistungsfaktorkorrektur?

Die Leistungsfaktorkorrektur (PFC) ist eine Technik zur Verbesserung des Leistungsfaktors eines elektrischen Systems. Der Leistungsfaktor ist ein Maß dafür, wie effektiv elektrische Energie genutzt wird. Sie ist definiert als das Verhältnis der zur Arbeitsleistung verwendeten Wirkleistung (gemessen in Kilowatt, kW) zur Scheinleistung (gemessen in Kilovoltampere, kVA), die aus der Stromquelle entnommen wird.

Ziel der Leistungsfaktorkorrektur ist es, den Leistungsfaktor (PF) eines elektrischen Systems zu verbessern , um ihn näher an Eins zu bringen (1). Ein Leistungsfaktor nahe 1 bedeutet, dass die elektrische Energie effizient genutzt wird und nur minimale Blindleistung (VARs) im System zirkuliert. Ein schlechter Leistungsfaktor wird normalerweise durch induktive Lasten wie Motoren, Transformatoren und Leuchtstofflampen verursacht, die das verursachen Strom hinter der Spannung zurückbleiben.

Welche Methoden zur Leistungsfaktorkorrektur gibt es?

1. Kondensatorbänke : Kondensatoren werden verwendet, um voreilende Blindleistung bereitzustellen, um der durch induktive Lasten verursachten nacheilenden Blindleistung entgegenzuwirken. Kondensatorbänke sind eine gängige und kostengünstige Lösung für PFC in industriellen und kommerziellen Umgebungen.

2. Synchronkondensatoren : Dies sind übererregte Synchronmotoren, die Blindleistung liefern (ähnlich wie Kondensatoren) und an den Blindleistungsbedarf des Systems angepasst werden können. Sie werden typischerweise in größeren, komplexeren Energiesystemen eingesetzt.

3. Statische VAR-Kompensatoren (SVC) : Hierbei handelt es sich um fortschrittliche Systeme, die Leistungselektronik verwenden, um eine dynamische Blindleistungskompensation bereitzustellen. Sie können schnell auf Laständerungen reagieren und den Leistungsfaktor in Echtzeit verbessern.

4. Aktive Leistungsfaktorkorrektur (APFC) : Diese Systeme verwenden Leistungselektronik, um den Leistungsfaktor aktiv zu überwachen und zu korrigieren. APFC kann im Vergleich zu passiven Methoden effizienter und präziser sein, da sie sich an wechselnde Lastbedingungen anpassen können.

Was ist ein statischer Var-Generator?

Der Static Var Generator (SVG) ist eine Art fortschrittliches Leistungsfaktorkorrekturgerät, das Leistungselektronik nutzt, um eine dynamische und präzise Blindleistungskompensation bereitzustellen. SVG werden auch als statische Kompensatoren (STATCOM) bezeichnet.

Wie funktioniert SVG?

• Echtzeitüberwachung: Der SVG überwacht kontinuierlich die Spannung und den Strom im elektrischen System.
• Dynamische Reaktion: Es verwendet Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBTs) oder andere leistungselektronische Geräte, um je nach Bedarf Blindleistung zu erzeugen oder zu absorbieren.
• Einspeisung von Blindleistung: Das SVG speist voreilende oder nacheilende Blindleistung in das System ein, um den gewünschten Leistungsfaktor aufrechtzuerhalten.

Was sind die Vorteile von SVG?

• Schnelle Reaktionszeit: SVG kann nahezu augenblicklich auf Laständerungen reagieren und bietet Korrekturen in Echtzeit.
• Präzision: Sie bieten eine präzise Steuerung der Blindleistung und sorgen für einen Leistungsfaktor von nahezu eins.
• Harmonische Filterung: SVG kann auch zur Reduzierung von Oberwellen beitragen und so die allgemeine Stromqualität verbessern.
• Kompakte Größe: Im Vergleich zu herkömmlichen Kondensatorbänken oder Synchronkondensatoren benötigen sie weniger Platz .
• Skalierbarkeit: SVG kann leicht skaliert werden, um den Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht zu werden.

Was ist der Unterschied zwischen SVG und anderen PFC-Systemen?