Dimensionierung einer Blindleistungs-Kompensationskondensatorbank: kVAr-Berechnung, Motor- gegen Parallelkondensator, Standard gegen stimmabweisend und was in die Anfrage gehört.
Ein Blindleistungskompensations-Kondensator (PFC) ist das günstigste Blindleistungs-Bauteil in einem Niederspannungs-Schaltschrank. Statt die volle Scheinleistung aus dem Netz zu ziehen, liefert der Kondensator die Magnetisierungs-Blindvar lokal, die Motoren, Transformatoren und Vorschaltgeräte brauchen — sodass der Versorger für dieselbe Wirkarbeit einen kleineren Strom sieht. Richtig dimensioniert läuft die Anlage kühler, die Kabel werden dünner und der Leistungsfaktor-Abzug auf der Rechnung verschwindet. Falsch dimensioniert wird zu stark in den voreilenden Leistungsfaktor überkompensiert, werden Resonanzen angeregt oder ein Kondensator eingebaut, der die Oberschwingungen auf der Schiene nicht überlebt. Dieser Leitfaden behandelt, was ein Käufer oder Schaltschrankbauer tatsächlich spezifizieren sollte.
Induktive Lasten — Motoren, Schweißer, Leuchtstoff- und LED-Vorschaltgeräte, Transformatoren — ziehen einen Strom, der der Spannung nacheilt. Das Verhältnis von Wirkleistung (kW) zu Scheinleistung (kVA) ist der Leistungsfaktor, und die Lücke dazwischen ist Blindleistung in Kilovar (kVAr). Eine Kondensatorbank injiziert voreilende Var, die einen Teil dieses Nacheilens aufheben und den Leistungsfaktor gegen 1,0 ziehen. Für eine Anlage, die nach kVA abgerechnet oder unter einem vertraglichen Leistungsfaktor (oft 0,9) sanktioniert wird, ist ein Kondensator meist das schnellste Upgrade mit Amortisation.
Das Ziel ist ein korrigierter Leistungsfaktor, typisch 0,95, nicht 1,0 — das vollständige Aufheben des Nacheilens birgt einen voreilenden Leistungsfaktor und Überspannung. Schätzen Sie die benötigten kVAr aus der Last-kW und dem Anfangs- und Zielleistungsfaktor, oder nutzen Sie die Faustregel, dass eine Korrektur von 0,7 auf 0,95 etwa 0,55 kVAr je kW Last braucht. Für einen einzelnen Motor wird der Kondensator auf seinen Magnetisierungsbedarf dimensioniert, nicht auf seine Volllast, damit er die Maschine beim Auslaufen nicht übererregt.
| Motor / Last (kW) | kVAr bei 0,7 auf 0,95 | Typische Einheit |
|---|---|---|
| 1,5 | 0,8 bis 1,0 | einzelner Motorlauf-Kondensator |
| 7,5 | 4 bis 5 | Parallelkondensator-Stufe |
| 22 | 11 bis 13 | automatische PF-Regler-Stufe |
| 75 | 38 bis 45 | mehrstufige Kondensatorbank |
| 160 | 80 bis 95 | stimmabweisende Bank, Oberschwingungsort |
Dies sind Planungswerte; bestätigen Sie gegen den tatsächlich gemessenen Leistungsfaktor und den Versorgervertrag, da eine feste Bank auf Spitzenlast bei Leerlauf überkompensiert.
Verwechseln Sie beide nicht. Ein Motorlauf-Kondensator (CBB / AC-Motor) bleibt dauernd über einer Wicklung zur Erhöhung des Anlaufdrehmoments und des Lauffaktors — er ist Teil der Maschine. Ein Parallel- (BSMJ-Selbstheilungs-)Kondensator ist eine schrankeingebaute Bank, die durch ein Schütz oder einen PF-Regler geschaltet wird, um die ganze Anlage zu korrigieren. Einen Motorlauf-Kondensator auf die Schiene zu setzen nützt nichts; eine Parallelbank über einem einzelnen Motor kann ihn beim Auslauf übererregen. Typ auf die Aufgabe abstimmen.
Können Sie die Oberschwingungen nicht messen, nehmen Sie das Schlimmste an und spezifizieren Sie stimmabweisend — eine Standardbank auf einer oberschwingungsreichen Schiene ist die häufigste Ursache für Kondensatorausfall, die wir sehen.
Den Kondensator über der Systemspannung, nicht darauf bemessen: eine 400 V-Drehstrombank sollte 415/440 V-Nenn-Einheiten nutzen, damit Schaltübergänge sie nicht altern. 50/60 Hz bestätigen, die Schaltung (Dreieck für Drehstromkorrektur, einzeln für einen Motor) und das Gehäuse — IP20 in einem sauberen Schrank, höhere IP wo exponiert. Prüfen Sie zudem den Entladewiderstand: ein PF-Kondensator muss sich innerhalb einer Minute nach Abschaltung auf eine sichere Spannung selbst entladen, vorschriftsmäßig.
ELEHPD führt BSMJ-Selbstheilungs-Parallelkondensatoren, CBB-Motorlauf-Kondensatoren und passende Schütze und PF-Regler für feste und automatische Korrekturstufen, nach IEC-Praxis geliefert und bereit zum Aufbau in einen Niederspannungs-Schaltschrank.
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