Blindvermogen is een onnodige belasting en kostenpost

Het heeft een nadelige invloed op de efficiëntie van de elektrische installatie

Blindvermogen is tegenwoordig in veel installaties aanwezig. Het zorgt voor een extra belasting op de installatie, apparatuur en transportinfrastructuur (kabels, leidingen). De geïntroduceerde blindstromen moeten door zowel de elektrische installatie als de transformator getransporteerd worden. Dit  gaat ten koste van de totale transformator capaciteit (kVA). Daarnaast resulteren deze blindstromen ook in warmteverliezen in de elektrische installatie. Bij een te hoog blindverbruik kan de energieleverancier een soort boete in rekening brengen, omdat dit ook voor de netbeheerder en energieleverancier extra belastende stromen zijn.

Blindvermogen kan alleen in het lokale netwerk ontstaan en kan alleen veroorzaakt worden door de eindgebruiker. Dit blindvermogen resulteert echter in een blindstroom door alle bovenliggende installaties tot aan de energieleverancier. Het heeft een negatief effect op de efficiëntie en capaciteit en brengt onnodige (energie)verliezen en kosten met zich mee. De oplossing kan worden gevonden in het installeren van een Cos Phi compensatiebank en/of een Passief of Actief Harmonisch Filter.

blindvermogen - opwarming van kabels en componenten

Overmatig blindvermogen kan leiden tot:

  • Overbelasting en oververhitting van de elektrische installatie en aangesloten componenten (kabels, transformatoren, verdelers etc.);
  • de noodzaak voor een hogere aansluitwaarde bij de netbeheerder, of grotere transformator;
  • het onbedoeld uitschakelen van installatie automaten en daarmee samenhangende bedrijfsprocessen;
  • een onnodig hoge energierekening door energieverliezen;
  • een boete van het energiebedrijf.

Verder kan blindvermogen de spannings- en stroomkwaliteit (Power Quality) beïnvloeden.

Het schijnbaar vermogen versus blindvermogen

Een gedeelte van het elektrische vermogen wordt altijd nuttig gebruikt. Dit wordt het actief vermogen of werkelijk vermogen (kW) genoemd. Het werkelijk vermogen wordt in de installatie omgezet in mechanische energie (motor), licht (lamp) of thermische energie (warmte of koeling). Er gaat echter ook altijd een deel van het vermogen verloren. Dit is het reactief vermogen ofwel blindvermogen (kVAr). Dit vermogen is nodig voor het opwekken van magnetische en elektrische velden,welke benodigd zijn voor de juiste werking van apparaten als transformatoren, voorschakelapparatuur en gasontladingslampen.

Door blindvermogen neemt het schijnbaar vermogen toe, evenals de belasting en de minimale benodigde capaciteit van de elektrische infrastructuur. Er is meer aansluitcapaciteit nodig, zwaardere of meer transformatoren, dikkere kabels, meer koper etc. Blindvermogen veroorzaakt ook een hogere energierekening door de hogere energieverliezen binnen de installatie. Daarnaast berekenen energieleveranciers de kosten voor het opgenomen blindvermogen steeds vaker door aan de eindgebruiker. Deze boete is terug te vinden op de elektriciteitsrekening.

Blindvermogen

De afbeelding hierboven toont een vergelijking met een vol bierglas (het totale of schijnbaar vermogen). De vloeistof (die je drinkt) representeert het werkelijk vermogen en het schuim (het bijproduct) representeert het blindvermogen. Zie het glas als de capaciteit van de transformator. Het bier zelf is het "nuttig" actief of werkelijk vermogen. Het schuim is het "onnutig" blindvermogen. Door het schuim (blindvermogen) wordt er meer inhoud van het glas (transformator) gebruikt dan daadwerkelijk benodigd is. Zou je meer bier (vermogen) nodig hebben, dan moet het glas vervangen worden door een groter glas (grotere transformator). In plaats daarvan kan ook het schuim worden verminderd (reductie van het blindvermogen), waardoor er is het bestaande glas (bestaande transformator) meer ruimte is voor extra bier (vermogen).

Schuim oftwel het blindvermogen kunnen we reduceren door installatie van een condensatorbank (Cos Phi compensatiebank).

In welke situaties ontstaat er GEEN blindvermogen?

Bij een ohmse belasting wordt het aanwezige vermogen in de installatie direct omgezet in bruikbare energie. Voorbeelden hiervan zijn elektrische ovens, gloeilampen en radiatoren. De stroom is in dit geval in fase met de spanning.

verwarmingselement ohmse belasting - GEEN blindvermogen

Wanneer ontstaat er WEL blindvermogen?

In elke elektrische installatie is in meer of mindere mate blindvermogen aanwezig. De aanwezigheid hiervan hangt nauw samen met het alsmaar toenemende gebruik van elektronica en inductieve belastingen.

Iductieve belasting lasrobot - WEL blindvermogen

Onder blindvermogen verstaan we de volgende types:

  1. Verschuivingsblindvermogen:veroorzaakt door inductieve en/of capacitieve belastingen. Deze zorgen ervoor dat de stroom ‘na ijlt’ op de spanning (inductief) of dat de stroom ‘voor ijlt’ op de spanning (capacitief).
  2. Distortie blindvermogen: dit is het ‘ongewenste’ deel van het schijnbaar vermogen dat samenhangt met harmonische vervuiling, veroorzaakt door niet-lineaire belastingen.

Ook een combinatie van deze types is mogelijk. Sommige belastingen veroorzaken zowel inductief als distortie blindvermogen, zoals in UPS-systemen. Het vereist specialistische kennis om tot de juiste oplossing of combinatie van oplossingen te komen. HyTEPS beschikt over de benodigde kennis, ervaring en hoogwaardige producten om u hierbij te ondersteunen.

Inductief
blindvermogen

Industrie - Inductief-blindvermogen

  • Ontstaat als gevolg van inductieve belastingen.
  • Komt vooral voor binnen installaties met veel inductieve belastingen (o.a. transformatoren en lasapparatuur).
  • Bijvoorbeeld vaak bij industriële installaties.
  • De stroom en spanning zijn niet in fase; de stroom ‘ijlt na’ op de spanning

Capacitief
blindvermogen

Datacenter - Capacitief-blindvermogen

  • Ontstaat als gevolg van capacitieve belastingen.
  • Komt vooral voor binnen installaties met veel elektronica. Ook bij installaties met overgedimensioneerde condensatoren.
  • Bijvoorbeeld bij datacentra, ziekenhuizen, tunnels.
  • De stroom en spanning zijn niet in fase; de stroom ‘ijlt voor’ op de spanning.

Capacitief blindvermogen

 

Distortie
blindvermogen

Frequentieregelaars Gelijkrichters - Distortie-blindvermogen

  • Ontstaat als gevolg van de harmonische componenten in de stroom.
  • Komt vooral voor binnen installaties met (veel) niet-lineaire belastingen (gelijkrichters, frequentieregelaars, UPS).
  • Ook bij laagspanningsinstallaties.
  • Harmonische stromen zorgen voor vervormingen van de stroom waardoor er vervorming ontstaat in de spanning.

Distortie blindvermogen

Blindvermogen is gerelateerd aan de arbeidsfactor en Power Factor

De arbeidsfactor is de verhouding tussen het werkelijk (actief) vermogen en het schijnbaar (totaal) vermogen in een wisselspanningsinstallatie. In een ideale situatie bedraagt de arbeidsfactor 1. De spanning en stroom zijn in fase; het actief vermogen is in dit geval gelijk aan het schijnbaar vermogen. Door de aanwezigheid van inductief en/of capacitief blindvermogen neemt het schijnbaar vermogen toe en zal de arbeidsfactor <1 worden.

De arbeidsfactor is onderdeel van de Power Factor. De Power Factor is een combinatie van de arbeidsfactor (cos φ) en de totale harmonische vervuiling (THD; Total Harmonic Distortion). In installaties met niet-lineaire belastingen treden harmonische op. Dit vervormt de sinusvorm van de stroom. Het totaal van alle harmonische stromen kan een vervorming van de spanning veroorzaken.

Bij een kleiner wordende arbeidsfactor of Power Factor is een steeds grotere stroom nodig om hetzelfde werkelijk vermogen te leveren bij dezelfde spanning. Een te lage arbeidsfactor zorgt voor een onnodige belasting van het net, extra verliezen in de transportkabels en kan tot gevaarlijke situaties leiden.

Oplossing om blindvermogen te reduceren

Cos Phi compensatie

De Cos Phi compensatiebank ofwel condensatorbank kan worden toegepast voor compensatie van het inductief blindvermogen en daarmee samenhangend de optimalisering van de arbeidsfactor. De Cos Phi compensatiebank levert het vermogen wat nodig is voor de inductieve belastingen. Er wordt dus geen blindvermogen meer opgenomen uit het net. De stroom ijlt niet meer na op de spanning; spanning en stroom zijn in fase. Als u een boete betaalt voor blindvermogen is een condensatorbank vaak al binnen 1-2 jaar terugverdiend.

HyTEPS helpt u blindvermogen en kosten reduceren

Wij hebben de kennis, ervaring en kwalitatief hoogwaardige producten om uw blindvermogen te reduceren. Door middel van metingen krijgen wij inzicht in de situatie binnen uw specifieke installatie. Dit geeft ons handvatten om de best passende oplossing te dimensioneren en adviseren.