Elektrische energie is de levensader van handel, dienstverlening en industrie. Het is een bijzonder product aangezien het continue moet worden geleverd.
Power Quality of in gewoon Nederlands stroom- en spanningskwaliteit, gaat over de kwaliteit van elektrische energie, wat er mis mee kan gaan, hoe dat veroorzaakt wordt en ook wat de mogelijkheden zijn om problemen op te lossen.
Power quality is dus een verzamelnaam voor een aantal problemen met elektriciteit. Zoals vermogen beschreven kan worden met stroom en spanning, zo kan power quality beschreven worden door stroom- en spanningskwaliteit.
De gevolgen van power quality afwijkingen varieren van onaangenaam (flicker) en onwenselijk (verstoort beeld op de televisie) tot zeer schadelijk, als bijvoorbeeld productie stil gelegt moet worden of half-fabricaten niet aan de kwaliteitseisen voldoen en daardoor weg gegooid moeten worden. Onderstaand worden de gevolgen/problemen besproken.
Problemen
Dips: Heeft u last van een onregelmatig productieproces of een ongeplande stop van uw productieproces, dan kunnen dips daar de oorzaak van zijn. Een dip is een korte (10 ms tot 1 min) spanningsdaling tot een waarde tussen 90 en 1% (van Un), na een korte tijd gevolgd door het herstel van de spanning. Dips kunnen worden veroorzaakt door het opstarten van grote vermogens of door fouten in het elektriciteitsnet of installaties. Deze dips zorgen voor de grootste kostenpost in de industrie wat betreft PQ.
Harmonischen: Heeft u last van een gestoord productieproces, schade aan apparatuur, opwarming of abnormaal geluid afkomstig van apparatuur, gestoorde elektronica of niet goed functioneerde beveiligingen, dan kunnen harmonischen daar de oorzaak van zijn. Harmonischen spanningen zijn componenten in de spanning die geen frequentie van 50 Hz hebben maar meestal een veelvoud daarvan. Harmonischen worden voornamelijk veroorzaakt door niet-lineaire belastingen zoals gelijkrichters, lasapparaten, TL-ballasts, spaarlampen of elektronische voedingen.
Flicker: Heeft u last van een fluctuerend beeld op uw beeldscherm of flikkerde verlichting dan heeft u last van flicker. Flicker is de gewaarwording van het menselijk visueel systeem ( = lamp - oog - hersenen) wanneer het onderworpen wordt aan veranderingen van de lichtintensiteit van verlichtingstoestellen. Dit kan afhankelijk van de frequentie en fluctuerende lichtintensiteit hinder opleveren. Flicker kan worden veroorzaakt door vele bronnen, veelal motoren van bv. liften, warmtepompen, compressoren of koelinstallaties. Maar ook het schakelen van huishoudelijke installaties kan zorgen voor flicker als het aanwezige kortsluitvermogen klein is. De kosten veroorzaakt door flicker zijn moeilijk in te schatten, veelal is het visuele hinder, maar ook de levensduur van apparatuur kan door flicker bekort worden.
Korte en lange spanningsonderbrekingen: Heeft u last van een gestoord of onderbroken productieproces, gestopte motoren, verlies aan computergegevens of schade aan apparatuur, dan kan u getroffen zijn door een spanningsonderbreking. Een spanningsonderbreking is het geheel wegvallen van de spanning gedurende een bepaalde periode. Dit kan variëren van enkele seconden tot uren. Veelal worden spanningonderbrekingen veroorzaakt door uitschakelingen van beveiligingen door fouten in het elektriciteitsnetwerk of installaties. De kosten door het wegvallen van de spanning voor een korte of lange periode kunnen net als van dips hoog oplopen.
Overspanningen en transiënten: Heeft u last van beschadigde apparatuur, opwarming van apparatuur, onbedoeld aanspreken van beveiligingen, gestoorde telecommunicatieapparatuur of boogspanningen dan kun u last hebben van overspanningen of snelle spanningstransiënten. Overspanningen of transiënten zijn hoge spanningen van lange of zeer korte duur die uw installaties kunnen storen of beschadigen. Ze kunnen worden veroorzaakt door bijvoorbeeld blikseminslag, inschakeling van een condensatorbatterij smelten van een smeltveiligheid of door een breuk in de nulgeleider. Als u niet voldoende beschermd bent tegen overspanningen kunt u tegen hoge kosten aanlopen als een (veel) te hoge spanning uw gevoelige apparatuur bereikt.
Trage spanningsvariaties: Heeft u last van abnormale geluidsproductie door uw apparatuur, falende motoren, motorvibraties of het onbedoeld aanspreken van beveiligingen, dan kan u last hebben van trage spanningsvariaties. Trage spanningsvariaties zijn verhogingen en verlagingen van de effectieve spanningswaarde door wijzingen van belastingen in het elektriciteitsnet. Deze maximale toegestane afwijking van de nominale spanning bedraagt ± 10% gedurende 95% van een week. Trage spanningsvariaties worden veroorzaakt door het toenemen en afnemen van de belasting in een netwerk in de tijd. Ook een te lage spanning in combinatie met uw beveiligingsinstellingen, kan ervoor zorgen dat uw productieproces onbedoeld stil wordt gelegd waardoor u meer kosten heeft.
Onbalans: Heeft u schade aan apparatuur, opwarming van apparatuur, foutieve werking van motoren of foutieve werking van vermogenselektronica, dan kan u last hebben van onbalans. Onbalans houdt in dat de drie fasespanningen niet gelijk zijn. Hierdoor zijn de stromen in een driefasig aangesloten motor niet gelijk, wat opwarming tot gevolg kan hebben. Onbalans wordt veroorzaakt door verschil in systeemimpedantie of aansluiting van eenfasige belastingen.
Frequentievariaties: Heeft u last van foutief werkende motoren of synchronisatieproblemen dan kunt u last hebben van frequentievariaties. Frequentievariaties zijn variaties van de netfrequentie (50 Hz). Normaal gesproken zijn de variaties in de netfrequentie zeer laag, echter door wegvallen of bijkomen van grote belastingen aan het hoogspanningsnet kan de netfrequentie dalen of stijgen.
EMC: Heeft u last van foutief werkende (vermogens)elektronica, telecommunicatieproblemen, een kapot elektrisch bord of een storend beeldscherm dan kan u een EMC probleem hebben. EMC wordt steeds belangrijker met de toename van vermogenselektronica en telecommunicatieapparatuur. EMC problemen kunnen worden veroorzaakt door vermogenselektronica en installaties waar hoge spanningen en stromen een rol spelen. De bijbehorende elektromagnetische velden kunnen een destructieve werking hebben op uw apparatuur. In deze folder wordt EMC behandeld als een PQ probleem, echter dit is afhankelijk van de definitie van EMC die u toepast.
Oplossingen
In werkelijkheid zullen verschillende problemen simultaan optreden, de oplossingen die toegepast worden moeten zowel met de belastingen die de installatie vormen als onderling compatibel zijn. Men moet oppassen voor de zogenoemde "black box", wonder oplossingen die soms zwaar gepromoot worden als de oplossing voor een specifiek probleem in alle omstandigheden, in de praktijk bestaan ze niet!
De volgende oplossingen zijn beschikbaar:
- Overspanningsbeveiliging;
- UPS systeem;
- Werkelijke effectieve meting;
- Overdimensioneren van toestellen;
- Toegewijde circuits;
- Totaal herbekabelen;
- Vermaasde aarding;
- Passieve filters;
- Actieve filters;
- TN-S netconfiguratie;
- Dikkere neutrale geleider.
Laatst gewijzigd op: dinsdag 3 maart 2009
