"VIRKELIG smarte" energimålere

Transkript

1 "VIRKELIG smarte" energimålere Voltage [V] Max Meters Helge Seljeseth Henning Taxt helge.seljeseth@sintef.no SINTEF Energi Henrik Kirkeby Teknologi for et bedre samfunn 1

2 Påstander 1. Norge er verken verdensmester eller europamester i lavspenningsnett, vi er på den nedre halvdelen av "resultatlisten" i Europa! 2. Lavspenningsnettet er kanskje Norges mest "forsømte" nett (nettstyrke/kortslutningsytelse!). 3. Stor andel IT-nett bidrar til å forsterke utfordringene i våre svake lavspenningsnett 4. AMS-utrullingen er en fantastisk mulighet til å få god oversikt og kontroll med tilstanden i lavspenningsnettet! Teknologi for et bedre samfunn 2

3 Eksempel på spenninger målt hos kunder på samme lavspenningskrets Teknologi for et bedre samfunn 3

4 0,23kV 22kV 253 V V Location.1 SUMMER WINTER V Location.2 Good voltage quality 230 V 207 V G Maximum utilization 253 V 230 V 207 V Unacceptable conditions 253 V 230 V 207 V Teknologi for et bedre samfunn 4

5 Hvorfor så mye forstyrrelser i spenningen i det norske lavspenningsnettet? Anslagsvis mellom 40 og 50 % av det norske lavspenningsnettet har en impedans høyere og til dels mye høyere enn den standardiserte referanseimpedansen (Svake nett). Men HVA er den standardiserte referanseimpedansen? IEC TR 60725:2005 Considerations on reference impedances and public supply network impedances for use in determining the disturbance characteristics of electrical equipment having a rated current < 75A per phase. Brukes til å emisjons-teste elektriske apparater/utstyr Teknologi for et bedre samfunn 5

6 Følgende verdier er gitt i IEC TR 60725: Apparater < 16 A 230V/400V (50Hz) Faseleder 0,24+j0,15 Ω (Sk= 565 kva, Ik=0.8 ka) tallverdi: 0,28 Ω Nøytralleder 0,16+j0,10 Ω Fase-nøytral 0,40+j0,25 Ω Apparater < 75 A 230V/400V (50Hz) med inntak > 100A Faseleder 0,15+j0,15 Ω (Sk= 755 kva, Ik=1.1 ka) Nøytralleder 0,10+j0,10 Ω Fase-nøytral 0,25+j0,25 Ω tallverdi: 0,21 Ω Det finnes ikke referanseimpedanser for 230 V IT. Men dersom man i et 230V IT nett skal ha samme nettstyrke som referanseimpedansen gir blir transformasjonen som følger: Z 230 = 2302 Z Dette betyr at referanseimpedansene referert 230V blir: Apparater < 16 A 230V (50Hz) Faseleder 0,08+j0,05 Ω tallverdi: 0,093 Ω Apparater < 75 A 230V (50Hz) med inntak > 100A Faseleder 0,05+j0,05 Ω tallverdi: 0,070 Ω Teknologi for et bedre samfunn 6

7 Hva tilsvarer dette i kortslutningsytelse/kortslutningsstrøm? I kk > 1000A 0,109Ω 0.093Ω = Teknologi for et bedre samfunn 7

8 Tabell 1 Estimat på nettstyrke i norske lavspenningsnett. Prosentvis fordeling av nettstyrke (I kmin ) < 350 A A A A >= 1 ka 6,2 % 7,5 % 13,5 % 13,2 % 59,7 % Estimatene er basert på en kartlegging av dagens nettstyrke hos 6 nettselskap v.hj.a. kortslutningsberegninger: Skagerak Nett Eidsiva Nett Istad Nett Helgeland Kraft Agder Energi Nett Fortum! Til sammenligning var "målsetningen" med referanseimpedansen (IEC TR 60725) at 95 til 99 % av kundene skulle ha en nettstyrke tilsvarende referanseimpedansen eller sterkere!! I Norge ser tallet ut til å være bare 50 til 60 % og ganske mange har vesentlig svakere nett Teknologi for et bedre samfunn 8

9 Storskala spenningsmåling med AMS Målinger hentet fra 7000 SMARTE energimålere Max Meters Min Meters 237 Voltage [V] Meters Data fra Smart Energi Hvaler, 8. aug 2013 Teknologi for et bedre samfunn

10 Detaljert informasjon om de enkelte lavspenningskretser Lavspenningskrets Høyeste spenning Laveste spenning Måletidsrom Motstandlia Induktansdalen Strømmen Voltage [V] Meters Max Meters Min Meters Teknologi for et bedre samfunn

11 Hva kan måles med enkle (SMARTE!) energimålere? Stor utvikling de siste få år med hensyn til hva "smarte" energimålere kan måle utover energiforbruk! Selv enkle og billige målere til bruk i husholdninger kan registrere forhold i listen under: 1. Brudd i nøytralleder til installasjoner med TN-Nett 2. For høye spenninger (over 230 V + 10 %) minimum +1 måle-verdi pr uke 3. Fasebrudd (brudd på en faseleder) til installasjoner med IT-Nett 4. Jordfeil (eksempelvis kan sumstrømmålinger være til god hjelp for å finne hvor jordfeilen er) 5. For lave spenninger (under 230 V - 10 %) minimum +1 måle-verdi pr uke 6. Avbrudd Rekkefølgen i listen er for øvrig ikke tilfeldig, den er i stor grad rangert fra de mest alvorlige feilene øverst til de minst alvorlige nederst (unntak jordfeil). Teknologi for et bedre samfunn 11

12 TAKK FOR OPPMERKSOMHETEN Teknologi for et bedre samfunn 12