Del 6 : Andre problemer med elkvaliteten.

Elkvalitetsproblem og avencerede effektelektronikløsninger

Efter introduktionen til bølgeformsforvrængninger, variationer af kort og lang varighed og transienter, vil denne sjette artikel diskutere andre problemer med elkvaliteten.

Ubalancer

Ubalance er en spændings- eller strømvariation i et trefasesystem, hvor de tre spændings- eller strømstørrelser eller fasevinkelforskellene mellem dem ikke er ens.

Årsager

Ubalance skyldes primært ulige belastninger på distributionsledninger eller inde i installationen. Ubalance kan være forårsaget af ekstern forsyningsforsyning på grund af defekt udstyr, men den almindelige kilde til ubalancer er intern og forårsaget af belastninger eller generatorer placeret i installationen.

Brug af enfasede belastninger som induktionsovne, traktionsbelastninger og svejsemaskiner eller enfasede generatorer på et trefaset elsystem resulterer i ubalancerede forhold i systemet. De ubalancerede strømmesystemer resulterer i ubalancerede spændinger og påvirker andre belastninger og generatorer forbundet med det elektriske kraftværk.

Konsekvenser

Ubalancerede systemer indebærer eksistensen af en negativ sekvens, der er skadelig for alle tre fasebelastninger. De mest berørte belastninger er trefasede induktionsmaskiner. Ubalancer vises normalt som opvarmning, især med transformere eller solid state-motorer. Større ubalancer kan forårsage høj varme til motorkomponenter og periodisk svigt af motorstyringer.

Spændingsudsving (flimmer)

En spændingsudsving er en systematisk variation af spændingsbølgeformen eller en række tilfældige spændingsændringer, af små dimensioner, mellem 0,1 % og 7 % af nominel ved en lav frekvens, generelt under 30 Hz.

Årsager

Udstyr, der producerer kontinuerlige, hurtige belastningsstrømvariationer (hovedsageligt i den reaktive komponent), kan forårsage spændingsudsving. Normalt har disse belastninger en høj effektændringshastighed i forhold til kortslutningskapaciteten ved punktet for fælles kobling. Eksempler på disse belastninger omfatter lysbueovne, statiske frekvensomformere, cyklokonvertere, valseværksdrev, spoler og startprocessen af store motorer.

Spændingsudsving kan også skyldes hyppig start og stop af elektriske motorer (for eksempel elevatorer), lysbuesvejsere, modstandssvejsemaskiner, lampedæmpere, store elektriske motorer med variabel belastning, kedler, kraner, HVAC-systemer, medicinske billedbehandlingssystemer og evt. slags oscillerende belastninger. Andre årsager kan være kondensatoromskiftning, transformator-belastnings-tapskiftere (OLTC), trinspændingsregulatorer og andre enheder, der ændrer den induktive komponent af kildeimpedansen. Variationer i produktionskapacitet, især intermitterende typer som vindmøllegeneratorer producerer også spændingsudsving.

Konsekvenser

Flimmer, for eksempel af belysning og skærme, anses for at være den væsentligste effekt af spændingsudsving, fordi det kan påvirke produktionsmiljøet ved at forårsage træthed og lavere arbejdskoncentrationsniveauer. Derudover kan spændingsudsving udsætte elektrisk og elektronisk udstyr for skadelige effekter, der kan forstyrre produktionsprocesser med betydelige økonomiske omkostninger.

Andre effekter af spændingsudsving omfatter generende udløsning på grund af fejlbetjening af relæer og kontaktorer, uønsket udløsning af UPS-systemer til at skifte til batteritilstand og problemer med noget følsomt elektronisk udstyr, som kræver en konstant spænding (for eksempel medicinske laboratorier).

Strømfrekvensvariationer

Frekvensvariationer er ekstremt sjældne i stabile strømforsyningssystemer, især systemer forbundet via et elnet. Effektfrekvensvariationer er defineret som afvigelser af kraftsystemets grundfrekvens fra dens specificerede nominelle værdi (50 eller 60 Hz).

Årsager

Selvom det er sjældent i strøm genereret af elselskaber, er frekvensvariationer mest almindelige på steder, der har dedikerede standby-generatorer eller dårlig strøminfrastruktur. Frekvensvariation er mere almindelig, især hvis generatoren er tungt belastet. Strømfrekvensvariationer kan også skabes ved afbrydelser af en stor belastningsblok eller ved intermitterende drift af belastningsudstyr.

Konsekvenser

Variation i strømfrekvensen vil påvirke enhver motor eller følsom enhed, der er afhængig af konstant regelmæssig cyklus af strøm over tid. Frekvensvariationer kan få en motor til at køre hurtigere eller langsommere for at matche frekvensen af indgangseffekten. Dette ville få motoren til at køre ineffektivt og/eller føre til øget varme og nedbrydning gennem øget motorhastighed og/eller yderligere strømforbrug. Variation i strømfrekvensen kan også producere flimmer i lys og stoppe nogle fremstillingsprocesser.

Christina Brædder

CEO Ample A/S

Christina Brædder er uddannet kemiingeniør med speciale indenfor analytisk kemi, og har lederuddannelse indenfor markedsføring. Hun har siden 1999 erhvervet en bred europæisk erfaring inden for elkvalitet og elektrisk beskyttelse samt præsenteret tekniske publikationer, og fungeret som inspirator for forfattere, lektorer og studerende i uddannelsessektoren.

I dag er hun en alsidig og dygtig leder af nichevirksomheden Ample A/S, som har særlig fokus på proces- og energioptimering samt levetidsforlængelse for el-tekniske anlæg f.eks. transformerstationer og forsyningstavler mv. Hun er også leder af Proswede El AB, som sælger og markedsfører el-komponenter i Norden indenfor elkvalitet, elektrisk beskyttelse og automation. Hun har været en førende ekspert i flere lederstillinger hos Eaton, SIBA GmbH og Siemens.

Forretnings- og markedsudvikling baseret på højteknologiske løsninger er hendes dybtliggende passion.

Dette dokument indeholder oplysninger tilhørende Ample A/S og må ikke gengives helt eller delvist eller videregives uden forudgående skriftlig tilladelse fra Ample A/S.