Power Factor Verbetering: Methodes, Voordelen en Nadelen

Methodes voor Power Factor Verbetering

Er zijn drie hoofduitrustingen die worden gebruikt om de power factor te verbeteren:

1. Statische condensator (condensatorbank)
2. Synchrone condensator
3. Faseadvanceer (phase advancer)

1. Statische Condensator

De meeste industriële lasten zijn inductief (motoren, transformatoren) en trekken achterlopende stroom, wat de power factor verlaagt. Door condensatoren parallel aan deze lasten te schakelen, leveren ze voortlopende stroom die de inductieve blindestroom compenseert.

Werking

De condensatorstroom (I_c) loopt 90° voor op de spanning. De vectoriale som van de laststroom (I) en I_c resulteert in een netto stroom (I') met een kleinere fasehoek θ₂ < θ₁. Hierdoor stijgt cos θ (de power factor). Het actieve vermogen (Watt) blijft ongewijzigd; alleen de blindestroom wordt gereduceerd.

Voordelen

• Lage verliezen
• Geen bewegende delen → minimaal onderhoud
• Werkt in normale omstandigheden
• Geen fundering nodig, lichtgewicht, eenvoudige installatie

Nadelen

• Levensduur 8–10 jaar
• Schakelen bij wisselende last veroorzaakt schakeloverspanningen
• Gevoelig voor overspanning (beschadiging boven nominale spanning)
• Reparatie is duur; meestal vervanging nodig

2. Synchrone Condensator

Een synchrone motor die op geen last draait en overgeëxciteerd is, gedraagt zich als een condensator: het levert voortlopende blindestroom. Aangesloten parallel aan het net verbetert het de power factor. Voornamelijk gebruikt in grote industriële installaties en netstations.

Voordelen

• Lange levensduur (~25 jaar)
• Hoge betrouwbaarheid
• Stuploze regeling van power factor mogelijk
• Geen harmonische generatie
• Storingen eenvoudig op te lossen
• Ongevoelig voor harmonische vervorming
• Laag onderhoud (alleen periodiek smeren lagers)

Nadelen

• Hoge investerings- en onderhoudskosten → alleen voor grote verbruikers
• Benodigt hulpstartapparatuur (geen zelfstartend koppel)
• Produceert geluid

3. Faseadvanceer (Phase Advancer)

Een faseadvanceer is een wisselstroom-exciter op de motoras die de rotorkring van een asynchrone motor voedt met exciterstroom op glijfrequentie. Hierdoor hoeft de stator geen magnetiseringsstroom meer te leveren uit het net, wat de power factor van de motor verbetert.

Voordelen

• De door de motor getrokken achterlopende kVAr wordt aanzienlijk gereduceerd
• Toepasbaar waar synchrone motoren niet gewenst zijn

Nadeel

• Niet economisch voor motoren onder ~200 pk (≈150 kW)

Condensatorbank Aansluiting in Driefase-systemen

Condensatorbanken kunnen in driefase-systemen worden aangesloten in driehoek (Delta) of ster (Star) configuratie. De keuze hangt af van de netspanning, de condensatorspanning en de gewenste blindvermogensstapgrootte.

Gerelateerde artikelen: Oorzaken lage Power Factor, Nadelen lage Power Factor, Condensatorgrootte berekenen