F: Wie wird Q für Feldtests definiert, berechnet und optimiert?
A: Q=X_L / R=gespeicherte Energie/abgeführte Energie × 2π. Es bestimmt die Spannungsverstärkung und die Einsparung von Eingangsstrom.
Komponenten des Gesamtwiderstandes R:
• Reaktorkupfer: 40–60 %. Kernverluste: 15–25 %. Bleiwiderstand: 5–10 %.
• Dielektrikum laden (tanδ): 10–25 %. Corona/PD: 0–5 %.
Typische Q-Werte je nach Belastung:
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Lasttyp |
Kapazität |
Typisches Q |
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Leistungstransformator |
5–20 nF |
30–60 |
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GIS/Umspannwerk |
1–50 nF |
40–100 |
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MV-Kabel (< 1 km) |
0.1–0.5 μF |
30–50 |
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HV cable (>5 km) |
1–5 μF |
15–30 |
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Generatorstator |
0.5–5 μF |
20–50 |
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Kondensatorbank |
10–100 μF |
10–20 |
Q vs. Eingangsleistung (für 500-kVA-Ausgang):
Q=10 → 50 kW (großer Diesel)|Q=30 → 16,7 kW (mittlere Generation)
Q=50 → 10 kW (kleines Gen)|Q=80 → 6,25 kW (Netz)|Q=100 → 5 kW (Netz)
Faktoren, die Q beeinflussen:
• Reaktor: größerer Luftspalt → niedrigeres Q. Verwenden Sie kornorientierten Stahl. Litzen > 200 Hz.
• Frequenz: höheres f → niedrigeres Q (Skin-Effekt).
• Last: höheres C → niedrigeres Q. Spannung: höheres V → niedrigeres Q (Koronaverlust).
Feldschätzung: Q_est ≈ 1/(tanδ_specimen + tanδ_reactor).
Wenn tanδ_specimen=0.005 und tanδ_reactor=0.02 → Q ≈ 40.
⚠ Gehen Sie bei der Generatordimensionierung immer davon aus, dass Q 20 % unter dem Nennwert liegt.