Elkvalité

Expertpanelen för mätteknik

Elkvalitet v/ Marianne Kolstad Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs

Agenda • Vad är elkvalitet? • Typiska problem som kan uppstå • Vilka gränser anges i EN50160 standarden? Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs

Hva er elkvalitet? I grunden talar vi om SPÄNNINGS kvalitet. Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs Definition: "Alla problem med näten som synliggörs genom en avvikelse i spänning, ström eller frekvens, och kan medföra felfunktioner”. (Dugan, McGranahan, Beaty; Electrical Power Systems Quality)

Typiska problem som kan uppstå Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs

Symptom PC’er • System som låser • System som kraschar • Fel och dataförlust • Skador på komponenter • Brus på skärmen Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs

Symptom Processtyrning • Förlorad kontroll • Drift som stannar • Tripping av jordfelsbrytare och säkringar • Driftsfel • Driftsfel Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs

Symptom Motorer och frekvensomriktare • Överupphettning • Skador på kontakter • Skador på isolationen • Tripping av ASD • Tripping av ASD(adjustable speed drives) Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs

Symptom Ljus • Lägre intensitet • Ljus som släcks eller harkortare livstid • Flimmer • Flimmer Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs

Symptom Installationer • Överupphettad nolla • Överupphettade transformatorer • Spänningsdistortion kan orsaka tidsfel • Tripping av säkringar • Fel i processtyrning • Oönskat förvrängning,lav PF Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs

Viktiga faktorer elkvalitet • Spänningsdalar och –utfall (“dips/sags” og “outages/interupts”) • Överström (utlöser säkringar) • Strömrekningar – Energiforbrukning – “Peak Demand” – Power Factor belastning Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs – Power Factor belastning • Spänningstoppar (“swells”) • Transienter • Spänningsobalans • Övertoner • Flimmer • Störningar • Jordströmmar eller dålig jordning

Vad är nominell matningsspänning, ström och frekvens? Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs • Nominell matningsspänning, ström och frekvens är egenskaperna hos den spänning som levereras under normala driftsförhållanden.

Tolka spänning, ström och frekvens Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs • Ett resultat som ligger mer än 10% utanför matningens specifikation innebär att det är problem med spänning • Frekvens innan 1%

Vad är spänning- och strömobalans? Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs Inträffar när 3-fasspänningar eller ström skiljer sig åt i storlek eller fas

Tolka obalans Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs • Spänningsobalans större än 2% är potentiellt problematisk• Strömobalans större än 6% är potentiellt problematiskt

Vad är transienter? Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs • En transient är en tillfällig oönskad spänningstopp i en elektrisk krets • Transienter kan inta många olika vågformer, amplituder och tider• 10ms

Tolka transienter Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs • Transienter 50V över nominell spänning är potentiellt problematiska.• Mät under en längre tid, läs av tidpunkten – indikerar stora laster.

Vad är övertoner? Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs • Övertoner är frekvensmultiplar av nätfrekvensen (50 Hz = grundton/fundamental). • 3:dje övertonen av 50Hz är 150Hz (50 X 3 =150). 5:te övertonen av 50Hz är 250 Hz (50 X 5 = 250 o.s.v).

Linjära belastningar V kilde Vrms Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs • Det finns bara tre typer av linjära element: motstånd, spole och kondensator • Hur ser effektkurvan ut om komponenten är linjär?

Exempel linjär belastning (glödlampa) Tid Frekvens

Olinjära belastningar Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs • Hur ser vågformen ut om komponenten är olinjär? • vågformen är förvrängt!

Exempel olinjär belastning (laserskrivare) Tid Frekvens

De flesta lågenergilampor idag använder en elektronisk ballast som arbetar på en högre frekvens som drar ström olinjärt i systemet. Det innebär att dessa lampor skapar övertoner i strömmen. Belysning: Effektegenskaper Lampa Hölje Fosfor skikt Kvicksilverånga Argon skapar övertoner i strömmen. 22 Ballast Ballast stöd Fot Energy Measurement Principles ©2013 Fluke Corporation. Modification, or reproduction of this document is not permitted without written permission from Fluke Corporation.

Belysning: Identifiera effektfenomen Nya energilampor använder mindre energi än traditionella glödlampor. Tänk på att de nya lamporna skapar övertoner i dittelsystem som inte får bli för höga. Energy Measurement Principles ©2013 Fluke Corporation. Modification, or reproduction of this document is not permitted without written permission from Fluke Corporation. 23

LED-lampa 5W, LedPar16 5 pcs in same line, Apk=1 A

Namn Frekv. (Hz) Sekvens 1 2 3 4 5 6 7 8 9 50 100 150 200 250 300 350 400 450 + - 0 + - 0 + - 0 Klassifisering Övertoner Sekvens Sekvens Rotation Resultat Positiv Framöver Värmning Noll Ingen Läggs til i N-ledaren i 3 fase system Negativ Baköver Värme och motoriska problem Konsekvens av harmoniske

• En 3-fas linjär balanserad belastning returnerar 0 i N-ledaren men………. Exempel trippel övertoner

• …..om en av faserna har en last som innehåller trippel övertoner kommer dessa tillbaka i N-ledaren……….. Exempel trippel övertoner

• … och om två faser innehåller h3 kommer båda tillbaka i N-ledaren, och ……. Exempel trippel övertoner

• …det gör også h3 från den tredje fasen Exempel trippel övertoner

I Skin Effekt • Värmen från de höga frekvenserna är proportionell mot kvadraten av frekvensen: kvadraten av frekvensen: 1 A i n.te överton genererar värme som är n2 högre än samma effekt vid grundfrekvensen

Tolka övertoner Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs • Spänning THD ( T otal H armonic D istortion ) större än 6% borde åtgärdas (s tandarden säger 8%) • Om THD är större än 6%, identifiera vilka övertoner som ger högsta bidraget• Övertoner i Ampmätning är normalt högre än i Volt

Vad är effektfaktor? Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs • Energi är förmågan att utföra arbete, effekt är energi/tidsenhet (Ex. kW/h)• Effektfaktor är förhållandet mellan aktiv effekt (W) i en AC-krets och den skenbara effekten (VA) som levereras till motorn

Tolka effektfaktor Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs • En värde mindre än 1 anger att kretsen inte har full verkningsgrad.• Ett värde mindre än 0,9 indikerar ett potentiellt problem.• En värde mindre än 0,9 kan vara acceptabelt i vissa förhållanden.

Tack för din tid Frågor? Arrangeras av Voltimum.se – portalen för elproffs 34

Publicerad: 19 mars 2014 Kategori: Elseminarium