Es gibt eine gesetzliche Vorgabe für Anlagen mit großer Leistung: cos(φ) ≥ 0,95. Mit dieser Vorgabe wird das Netz vor zu viel Blindleistung geschützt. Es kommt vor, dass z. B. an einem Motor zu viel Blindleistung erzeugt wird und cos(φ) zu klein ist. Dann brauchen wir ein lokales Kompensationsnetzwerk, damit die Speicher lokal am Verbraucher umgeladen werden.
Wir betrachten dafür erneut die Last aus dem vorherigen Kapitel:
Für die Blindleistungskompensation bauen wir direkt am Netzanschluss der Last folgendes kapazitives Kompensationsnetzwerk auf:
In einen Kondensator fließt nur (kapazitiver) Blindstrom hinein. Das ist Strom, der gegenüber der Spannung um einen positiven Phasenwinkel verschoben ist. Damit gilt für die Phase zwischen Spannung und Strom:
Der Kondensator ergänzt einen Strom an den Netzanschlüssen mit negativer Phase zwischen Spannung und Strom. Die (Motor-)Last weist eine positive Phase zwischen Spannung und Strom auf. Wir können den Strom in die Kondensatoren so einstellen, dass sich die Phasen insgesamt kompensieren. Dazu betrachten wir exemplarisch die Knotengleichung für den Außenleiterstrom Strom I1:
Die Herausforderung besteht darin, den cos(φ) mindestens auf 0,95 zu bekommen. Dafür muss der Blindstromanteil der Last durch die Blindleistungskompensation reduziert werden. Errechnen wir zunächst den Wirkstrom und den Blindstrom an der Last:
Wir ändern den Blindstrom, nicht den Wirkstrom. Der Wirkstrom muss bei der Blindleistungskompensation unverändert bleiben. Der Blindstrom darf bei cos(φ) = 0,95 und unverändertem Wirkstrom maximal folgenden Wert annehmen:
Die Zahlenwerte aus dem Beispiel gelten natürlich nicht allgemein. Das Verfahren zur Berechnung des Kondensators aber schon. Es gelten folgende allgemeine Formeln:
