Leistungselektronische Blindleistungs—Kompensation

Zusammenfassung

Die Versorgungsnetze werden z.B. in Industrienetzen zunehmend von Verbrauchern belastet, die nichtlineares Verhalten aufweisen. Ein typisches nichtlineares Betriebsverhalten weisen Diodenbrücken mit Glättungskondensatoren auf der Gleichspannungsseite auf. In diesem Fall wird der Verschiebungsfaktor cos φ aufgrund des fehlenden Steuereingriffs (α = 0°) ungefähr 1 sein. Der Leistungsfaktor A wird allerdings aufgrund der Strom—Harmonischen von 1 abweichen. Bei steuerbaren Thyristorbrücken sind sowohl der Faktor cos φ aufgrund der Aussteuerung (φ = α + ü/2) und der Leistungsfaktor λ ungleich 1 [555, 560]. Es gibt auch unangenehmere Verbraucher, typische Beispiele sind Schweißmaschinen, gepulste Stromversorgungen für physikalische Experimente und Lichtbogenöfen. Der letzte Verbraucher ist immer dann ein besonders unerwünschter Verbraucher, wenn sich die Leistungsaufnahme unvorhersehbar schnell und in einem weiten Bereich ändert (Lichtbogenofen in der Einschmelzphase, in diesem Fall wird der frisch eingefüllte Schrott eingeschmolzen). Das führt zu Lichtbögen, die jeweils zur nächsten Schrottspitze springen; dadurch bedingt ändert sich die Länge des Lichtbogens und somit die Leistungscharakteristik. Das Ergebnis sind schnell veränderliche Leistungsaufnahmen, die sich im Grenzfall in jeder Halbperiode des Versorgungsnetzes ändern können. Die Leistungsaufnahme kann von nahezu Null (Lichtbogenabriß) bis hin zum Kurzschlußfall in sehr kurzer Zeit fortwährend wechseln. Ebenso sind Stromaufnahmen mit nur einer Polarität des Stroms (Gleichrichtereffekt) möglich. Für das Versorgungsnetz bedeutet das schnell wechselnde Belastungen, die pro Phase in Wirk— und Blindleistungsanteil ungleich sind und damit auch extrem unsymmetrische Belastungsfälle einschließen. Aufgrund der nichtlinearen Lichtbogencharakteristik haben die Ströme außerdem hohe Anteile an schnell wechselnden Harmonischen.