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Einheit
var
Einfach erklärt
Die Blindleistung (Q) ist die Leistung, die zwischen Quelle und Spulen bzw. Kondensatoren hin- und herpendelt, um deren Magnet- bzw. elektrisches Feld auf- und abzubauen – ohne dabei dauerhaft in Wärme, Licht oder mechanische Arbeit umgesetzt zu werden. Ein anschauliches Bild: Wie der Schaum auf einem Bier braucht sie Platz im Glas (also Leitungs- und Transformatorkapazität), liefert aber keinen "Trinkgenuss" (Nutzarbeit). Die Einheit ist var (volt-ampere reactive), bewusst anders benannt als Watt, um sie von der Wirkleistung zu unterscheiden. Typische Werte: ein unkompensierter Asynchronmotor mit 4 kW Wirkleistung zieht bei cos φ=0,8 zusätzlich etwa 3 kvar Blindleistung aus dem Netz.
Merksatz: Blindleistung "arbeitet" nicht – sie belastet aber Leitungen und Transformatoren genauso wie Wirkleistung und wird deshalb oft mit Kondensatoren kompensiert.
Fortgeschrittene Erklärung
Physikalisch entsteht Blindleistung (Q) durch den Anteil des Stroms, der um 90° gegenüber der Spannung phasenverschoben ist. Bei einer Spule eilt der Strom der Spannung nach (induktiv, Q per Konvention positiv), bei einem Kondensator eilt er voraus (kapazitiv, Q negativ). Diese Vorzeichenkonvention nach IEC erlaubt es, induktive und kapazitive Blindleistungen im Netz direkt gegeneinander zu verrechnen (Kompensation).
In der Praxis wird Blindleistung fast ausschließlich von Spulen verursacht: Asynchronmotoren, Transformatoren und Drosseln benötigen Magnetisierungsblindleistung zum Aufbau ihres Magnetfelds, auch wenn sie mechanisch keine Arbeit verrichten (Leerlauf). Sie fließt zwar messbar durch Leitungen und belastet diese sowie Transformatoren mit zusätzlichem Strom (I=S/(√3·U) bei Drehstrom steigt mit sinkendem cos φ), erzeugt aber keinen Zähler-Ausschlag für Wirkarbeit. Netzbetreiber messen sie dennoch gesondert (Blindarbeitszähler) und stellen sie Gewerbekunden ab einem bestimmten Blindleistungsanteil in Rechnung.
Bei nichtsinusförmigen Strömen (z. B. durch Frequenzumrichter, LED-Trafos, gleichrichterbestückte Geräte) reicht die klassische Definition Q=U·I·sinφ nicht mehr aus: Es tritt zusätzlich Verzerrungsblindleistung D durch Oberschwingungen auf, sodass S²=P²+Q²+D² gilt. Kondensatoren zur reinen Blindleistungskompensation wirken dann nur gegen den Grundschwingungsanteil und können bei ungünstiger Netzimpedanz sogar Resonanzen mit Oberschwingungen verstärken.
Kompensiert wird Blindleistung meist mit Kondensatorbatterien (Einzel-, Gruppen- oder Zentralkompensation), die dimensioniert werden, um cos φ auf einen vom Netzbetreiber geforderten Wert (üblich ≥0,90–0,95) anzuheben, ohne durch Überkompensation kapazitive Blindleistung zu erzeugen.
Fachlicher Hinweis: Eine Messung der Blindleistung ist nur eindeutig, wenn die Vorzeichenkonvention (induktiv/kapazitiv) sowie – bei nichtsinusförmigen Verhältnissen – der Oberschwingungsanteil klar dokumentiert sind.
Wichtige Formeln und Zusammenhänge
Q Blindleistung in var, U Effektivspannung in V, I Effektivstrom in A, φ Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom, S Scheinleistung in VA, P Wirkleistung in W. Bei Drehstrom gilt Q=√3·U_L·I_L·sinφ mit Leiterspannung U_L und Leiterstrom I_L.
Beispiel und Vorgehensweise
Ein Asynchronmotor nimmt P=3 kW Wirkleistung bei cos φ=0,8 auf. Gesucht ist die Blindleistung Q.
- Aus cos φ=0,8 folgt φ=36,87°, damit tan φ=0,75.
- Blindleistung: Q=P·tan φ=3 kW·0,75=2,25 kvar.
- Kontrolle über die Scheinleistung: S=P/cos φ=3 kW/0,8=3,75 kVA.
- Q=√(S²−P²)=√(3,75²−3²)=√(14,0625−9)=√5,0625=2,25 kvar ✓.
Der Motor soll auf cos φ=0,95 kompensiert werden. Gesucht ist die dafür nötige Kompensationsblindleistung Q_C.
Zielblindleistung bei cos φ=0,95 (φ=18,19°, tan φ=0,329): Q_neu=P·tan φ=3 kW·0,329≈0,99 kvar. Die Kondensatorbatterie muss die Differenz liefern: Q_C=Q_alt−Q_neu=2,25−0,99≈1,26 kvar. Bei U=400 V (Drehstrom, Dreieckschaltung) ergibt sich daraus die Kapazität je Strang aus Q_C=3·U²·ω·C, also C=Q_C/(3·U²·2π·50)≈1260/(3·160000·314,16)≈8,4 µF pro Strang.
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