Power Quality

Energie vormt binnen industrie een steeds grotere uitdaging. Naast de druk op duurzaamheid, het gebruik van alternatieve energiebronnen en het besparen op kWh verbruik, speelt de kwaliteit van elektriciteit een steeds grotere rol in de continuïteit en optimalisatie van bedrijfsprocessen.

De kwaliteit van stroom en spanning wordt ook wel Power Quality genoemd. Een slechte Power Quality kenmerkt zich door de aanwezigheid van hoge harmonische- en blindstromen, asymmetrie en een onnodig hoge spanning. Deze aspecten veroorzaken vervuiling en/of onnodig hoog verbruik in uw interne elektrotechnische infrastructuur. 

Hierdoor wordt eerder de maximale trafocapaciteit bereikt, kunnen storingen optreden, kan apparatuur schade ondervinden en wordt de levensduur verkort. Een slechte Power Quality verlaagt dus de capaciteit van uw trafo en verhoogt de onderhouds- en vervangingskosten. 

Het zorgt niet alleen voor schade aan uw kostbare apparatuur, maar genereert ook een hoger, onnodig verbruik waardoor u teveel betaalt aan uw leverancier en netbeheerder.

Een veel gehoorde opmerking is, ik heb geen problemen in mijn elektriciteitsnetwerk. Een tijdje geleden gingen er wel een paar lampen stuk, maar die heb ik vervangen voor een ander type die wel goed zijn.

De kwaliteit van de spanning en stroom, is een probleem wat te weinig aandacht krijgt. Maar wat kan leiden tot:

• Een kortere levensduur van lampen.
• Verbrande kabels.
• Oververhitte motoren.
• Flikkerende verlichting.
• Uitval van processen.
• Als u achter een eigen trafo zit, de trafo zwaarder belast wordt dan nodig.

Door het meten van de spanning en stroom kwaliteit binnen het netwerk kunnen er trends waargenomen worden waardoor de bovenstaande problemen voorkomen kunnen worden. De beheerder van de installatie krijgt op deze wijze inzicht wat er gebeurd binnen de installatie.

Er zijn een aantal factoren welke van invloed zijn, de mate van invloed verschilt van installatie tot installatie.

• Spanningsdips
• Spanning pieken
• Fase onbalans
• Een slechte arbeidsfactor
• Harmonische vervuiling
• Aarding

De spanningsdip komt uit het netwerk van de energieleverancier, meestal zijn deze het gevolg van een schakelfout of kortsluiting.

De spanning kan omhoog slingeren doordat er een verbruiker afgeschakeld wordt.

De fase onbalans treedt op bij een ongelijk verdeelt drie fase systeem.

De slechte arbeidsfactor wordt veroorzaakt door een te groot component blindvermogen.

De harmonische vervuiling wordt veroorzaakt door schakelende halfgeleiders. Als de aarding van een netwerk niet in orde is, dan kan de frequentie omvormer gefilterd zijn maar veroorzaakt dan vooralsnog een probleem.

De arbeidsfactor dient tussen de 0,8 en 1 in te liggen, als de factor lager is dan 0,8 dan kan u belast worden met een toeslag bij de energieleverancier.

In een formule uitdrukt is dit:

Cos Φ = p.f. = kW/kVA

Waarbij kVA het schijnbare vermogen (S) is
en de kVAr het blindvermogen (Q).
Het vermogen in kW is (P)

Om een motor te laten draaien heeft u het schijnbare vermogen nodig. (Dit is dus meer als wat de  oude kWh meter aangeeft.)

De meeste harmonische verstoring in uw elektriciteitsnetwerk wordt in uw netwerk zelf opgewekt.
Een greep uit de componenten die dit veroorzaken is;

• Primair geschakelde voedingen, denk aan computers enz.
• Voorschakel apparaten voor verlichting, denk aan TL en led.
• Frequentie omvormers die motoren aansturen.
• Acculaders, denk aan elektrische auto’s en heftrucks.
• Enz.

Harmonische zijn vervormingen in de spanning en stroom.
In onderstaande figuur wordt dit geïllustreerd door middel van de grondfrequentie en de volgende harmonische. De grondfrequentie is in Europa 50Hz, de derde harmonische is 3x50Hz.
Deze frequentie worden bij elkaar opgeteld wat leidt tot een vervorming.

De grondfrequentie = 50Hz

De 3e harmonische = 150Hz

De “total harmonic distortion”, of THD, in het Nederlands Totale harmonische vervorming van een signaal isde meting van de aanwezige harmonische vervorming en is gedefinieerd als de verhoudingvan som van de vermogens van alle harmonische componenten of harmonische tot het vermogen van defundamentele frequentie of grondtoon.

Door een actief filter toe te passen kunnen de volgende punten verbeterd worden:

• De arbeidsfactor kan verbeterd worden naar een acceptabel niveau.
• De belasting van de fase kan gelijk getrokken worden, load balancing.
• Het actief filteren van de geselecteerde harmonische zodat het opgenomen vermogen verlaagd wordt.
  Denk aan trafo’s die vol belast zijn.

Het meten en monitoren van een installatie ten aanzien van de kwaliteit van de elektrotechnische infrastructuur is dus zeer waardevol. Problemen kunnen worden gesignaleerd en verholpen.

Elk specifiek Power Quality probleem vereist zijn eigen oplossing.
In veel gevallen kunnen de oplossingen elkaar versterken waardoor diverse problemen gelijktijdig worden opgelost en de energieconsumptie wordt teruggedrongen.

Solar biedt de volgende services ten aanzien van Power Quality:

• Verhuur meters voor eigen gebruik.
• 7-daagse meet en analyse diensten.
• Engineering en consultancy diensten.