So funktioniert der Rechner kVA in kW
In Wechselstromkreisen fließen zwei Arten von Leistung. Die Wirkleistung in kW verrichtet Nutzarbeit: Wärme, Licht, Bewegung. Die Blindleistung in kVAr pendelt hin und her, um die Magnetfelder von Motoren und Transformatoren aufzubauen, und leistet netto keine Arbeit. Ihre vektorielle Summe ist die Scheinleistung in kVA. Sie bestimmt den Strom, den Kabel, Schaltanlagen, Transformatoren und Generatoren tragen müssen. Das Verhältnis kW ÷ kVA heißt Leistungsfaktor (cos φ).
Gib die Größe ein, die du kennst (kVA, kW oder Strom), dazu Leistungsfaktor, Netzart (einphasig, dreiphasig oder Gleichstrom) und Spannung. Der Rechner liefert alle übrigen Werte, zeichnet das Leistungsdreieck, zeigt, wie der Strom mit sinkendem Leistungsfaktor steigt, und legt die Kompensationsanlage aus, mit der du den Leistungsfaktor auf einen Zielwert bringst.
Die Formeln
Rechenbeispiel: ein Generator mit 100 kVA
Voreingestellt ist ein dreiphasiger Generator mit 100 kVA bei 400 V und dem branchenüblichen Bemessungs-Leistungsfaktor von 0,8:
- Wirkleistung: 100 × 0,8 = 80 kW
- Blindleistung: 100 × sin(36,9°) = 60 kVAr
- Strom: 100.000 ÷ (1,732 × 400) = 144 A pro Phase
Läuft die Last am Standort tatsächlich mit PF 0,8, hebt eine Kompensationsanlage mit 33,7 kVAr sie auf 0,95. Dieselben 80 kW bräuchten dann nur noch 84,2 kVA und 122 A. Das sind 16 % weniger Strom und rund 29 % weniger Leitungsverluste (die Verluste wachsen mit dem Quadrat des Stroms), und am Generator oder Transformator werden 16 kVA frei.
So liest du die Ergebnisse
- Das Leistungsdreieck: Die waagerechte Seite ist kW, die senkrechte kVAr, die Hypotenuse kVA. Die gestrichelte Linie zeigt die kVA nach der Kompensation: gleiche kW, kürzere Hypotenuse.
- Strom über Leistungsfaktor: Bei gleicher Nutzleistung steigt der Strom unter PF 0,8 steil an. Genau das bestrafen Netzbetreiber.
- Tabelle der Standardgrößen: kW und Ampere für gängige Generator- und Transformatorgrößen bei PF 0,8 und deiner Spannung.
Typische Leistungsfaktoren
| Last | Leistungsfaktor |
|---|---|
| Heizstäbe, Wasserkocher, Glühlampen | 1,00 |
| E-Auto-Ladegeräte, moderne Netzteile mit PFC, PV-Wechselrichter | 0,95–1,00 |
| LED-Beleuchtung (hochwertige Treiber) | 0,90–0,98 |
| Asynchronmotor, Volllast | 0,80–0,90 |
| Asynchronmotor, Halblast | 0,65–0,80 |
| Asynchronmotor, Leerlauf | 0,20–0,40 |
| Schweißtransformatoren, Lichtbogenöfen | 0,50–0,70 |
| Typischer Industriestandort, unkompensiert | 0,70–0,85 |
Ampere für gängige kVA-Größen (dreiphasig)
| kVA | kW bei PF 0,8 | Ampere bei 400 V | Ampere bei 480 V | Ampere bei 208 V |
|---|---|---|---|---|
| 20 | 16 | 29 | 24 | 56 |
| 50 | 40 | 72 | 60 | 139 |
| 100 | 80 | 144 | 120 | 278 |
| 250 | 200 | 361 | 301 | 694 |
| 500 | 400 | 722 | 601 | 1.388 |
| 1.000 | 800 | 1.443 | 1.203 | 2.776 |
Tipps
- Leg Generatoren nach kVA und Anlaufstrom aus. Beim Anlauf kann ein Motor das 3- bis 7-Fache des Betriebsstroms ziehen; Sanftanlasser und Frequenzumrichter senken das.
- Kompensiere direkt am Verbraucher. Einzelkondensatoren an großen Motoren senken den Strom im gesamten Verteilnetz und nicht nur an der Hauptverteilung.
- Überkompensiere nicht. Ein kapazitiver Leistungsfaktor bei Schwachlast kann Überspannung verursachen; automatisch gestufte Anlagen verhindern das.
- Prüf die Oberschwingungen. Drehzahlgeregelte Antriebe verzerren den Strom, und einfache Kondensatoren können mit dem Netz in Resonanz geraten. Nimm deshalb verdrosselte Anlagen.
- Für symmetrische Drehstromlasten mit Stern-/Dreieck-Details nutzt du den Drehstromrechner.
Grenzen
Die Berechnung setzt sinusförmige Spannung und Strom sowie eine symmetrische Drehstromlast voraus. Bei nichtlinearen Lasten enthält der „wahre Leistungsfaktor“ auch die Oberschwingungsverzerrung, und die beheben Kondensatoren nicht. Leitungsschutzschalter, Kabel und Kondensatoren musst du nach den örtlichen Installationsvorschriften und den Herstellerangaben auslegen.
Methode & Annahmen
Leistungsdreieck: S² = P² + Q², P = S · cos φ, Q = S · sin φ. Strom: einphasig I = S ÷ V; dreiphasig I = S ÷ (√3 · VLL). Kompensationskondensator: Qc = P · (tan φ1 − tan φ2). Leitungsverluste wachsen mit I², ein Leistungsfaktor von 0,95 statt 0,8 senkt sie also um etwa 29 %.
Häufige Fragen
Wie rechne ich kVA in kW um?
Wie rechne ich kW in kVA um?
Wie viel Ampere sind 100 kVA?
Warum werden Generatoren in kVA statt in kW angegeben?
Was ist ein guter Leistungsfaktor?
Wie groß muss die Kompensationsanlage sein?
Quellen & Literatur
Diesen Rechner einbinden
Kostenlos für Blogs, Installateure, Schulen und gemeinnützige Organisationen. Kopier den Code unten, der Rechner aktualisiert sich von selbst.