Unter dem Begriff Blindstromkompensation versteht man die Reduktion von nicht gewünschtem Blindstrom. Blindstrom entsteht zum Beispiel durch Verbraucher wie Motoren, Lichtanlagen mit Vorschaltgeräten oder Transformatoren. Blindstrom belastet Stromleitungen und auch die damit betriebenen Anlagen. Somit beeinträchtigt Blindstrom die Wirksamkeit des Stromnetzes und es können unnötig hohe Stromkosten dadurch entstehen. Aus diesem Grund ist der Einsatz einer Blindstromkompensation sinnvoll und wirtschaftlich effizient.
Blindstrom kann ausschließlich bei Wechselstromnetzen, aber somit in allen Haushalten auftreten. Statt des Begriffs Blindstromkompensation wird manchmal auch der Begriff Blindleistungskompensation verwendet. Zur effektiven Kompensation ist eine Analyse des individuellen Blindstromanteils erforderlich. Bei dieser Analyse werden die konkret angeschalteten Verbraucher erfasst.
Meist stellt sich heraus, dass Geräte, welche ein elektromagnetisches Feld erzeugen – sogenannte induktive Verbraucher – Hauptverursacher für Blindstrom sind. Die dadurch entstehende Blindleistung wird üblicherweise bei Privathaushalten durch die vorhandenen Stromzähler nicht erfasst.
Bei Großabnehmern wird oft ein zusätzlicher Blindstromzähler installiert, um die verbrauchte Blindenergie getrennt zu messen und auch verrechnen zu können. Technisch werden bei der Blindstromkompensation zu den vorhandenen induktiven Abnehmern kapazitive Lasten hinzugeschaltet.
Kapazitive Lasten sind typischerweise Kondensatoren, welche bei richtiger Dimensionierung die Aufgabe der Kompensation erfüllen. Im Ergebnis werden somit Netzverluste reduziert sowie die Wirksamkeit des Stromnetzes deutlich verbessert. Die gesamte Netzbelastung bleibt durch die Blindstromkompensation gleich.
Blindstromkompensationsanlagen
Blindstromkompensationsanlagen verbessern den Leistungsfaktor cosj und sind üblicherweise in großen Anlagen anzutreffen. Sie helfen, die Blindleistung und damit die Kosten beim Stromversorgungsunternehmen dafür zu reduzieren. Da die Kompensationskondensatoren eine kapazitive Belastung in dem Netz darstellen, wird damit ein Ausgleich zu den vorherrschenden induktiven Verbrauchern geschaffen. In dem gesamten Netz entsteht somit eine Situation, bei der auf der einen Seite Induktivitäten L installiert werden (müssen), auf der anderen Seite Kapazitäten C eingesetzt werden (sollen). Dadurch entsteht ein LC-Gebilde, das resonanzfähig ist.
Die Resonanzfrequenz wird dabei immer niedriger, je mehr Induktivitäten und Kapazitäten verwendet werden. Auch Transformatorimpedanzen und Kabelkapazitäten gehen in diese Gesamtbetrachtung mit ein. Bei dem Generatorbetrieb eines Netzes ist eine Grenze von 30 % resultierendem kapazitivem Verbraucherstrom zu beachten, weil bei höherer kapazitiver Belastung die Spannung im Inselnetz ansteigen wird.
Werden in einem Netz zuwiegend Verbraucher betrieben, die kompensiert werden müssen, so wird die Resonanzfrequenz dieses Netzes immer niedriger und kann in den Bereich der typisch vorherrschenden Oberschwingungen geraten. Eine Abhilfe kann mit verdrosselten Kompensationsanlagen geschaffen werden. Dabei werden vor die Kondensatoren Drosseln installiert, wobei die Resonanzfrequenz so festgelegt wird, dass sie nicht mit den Frequenzen der Oberschwingungen zusammenfällt.
Schalter und Sicherungen erzeugen beim Betätigen oder Ansprechen ein zufälliges Oberschwingungsspektrum. Es können dabei alle gerad- und ungeradzahligen Harmonische sowie Zwischenharmonische entstehen; das gesamte Frequenzspektrum ist also möglich. Dieses Phänomen ist abhängig von der Phasenlage während des Betätigens und von der geschalteten Verbraucherart.
Zusammen mit den Transformatoren zur Netzeinspeisung oder den Generatoren ergibt sich ein komplexes LC-Gesamtbild. Dieses muss zur Berechnung der Auswirkungen von Netzrückwirkungen auf die Spannungsqualität in einem Netz herangezogen werden.
Ohmsche Verbraucher:
Ohmsche Verbraucher wie elektrische Heizungen und Glühlampen erzeugen keine Stromoberschwingungen und lassen sich durch eine verzerrte (mit Oberschwingungen versehene) Netzspannung nicht beeinflussen. Sie erzeugen selbst keinen Blindstrom und beeinflussen nur den ohmschen Anteil der Netzimpedanz. Glühlampen reagieren dagegen sehr sensibel auf Netzüberspannungen, ausgefallene dienen quasi als ein Indikator dafür.