Kvalitetsbegrepet de ulike parametere, definisjoner, symptomer/problemer og løsninger. Kjell Sand SINTEF Energiforskning

Transkript

1 Kvalitetsbegrepet de ulike parametere, definisjoner, symptomer/problemer og løsninger Hva er leveringskvalitet? hvilke tekniske fenomen inngår Kjell Sand SINTEF Energiforskning 1

2 Innhold Hva er leveringskvalitet? Leveringskvalitet og standardisering hvilke fenomen er det vi snakker om? EMC Offentlige nett og private installasjoner Er det enkelt å bestemme hvem som er ansvarlig for leveringskvaliteten? Hvilke fenomen er de viktigste? 2

3 Kvalitetsstandardene i ISO 9000 serien definerer kvalitet på kundens premisser Principle 1 Customer focus Organizations depend on their customers and therefore should understand current and future customer needs, should meet customer requirements and strive to exceed customer expectations. 3

4 Kvalitet = Evne til å tilfredsstille kundens behov Det omfatter alle sider ved en vare/tjeneste som påvirker kundens oppfatning av varen/tjenesten/leverandøren. Det er i prinsippet et individuelt begrep knyttet til den enkelte kundes behov. Kan bedømmes ut fra graden av overensstemmelse mellom produktspesifikasjon og levert produkt 4

5 Hva er leveringskvalitet elektrisk kraft? Leveringspålitelighet av elektrisk kraft (tilgjengelighet). Spenningskvalitet av elektrisk kraft (anvendelighet). Miljømessige og sikkerhetsmessige forhold omkring framføring og bruk av elektrisk kraft. Informasjon vedr. bruk av elektrisk kraft. Administrative/servicemessige forhold 5

6 Leveringskvalitet i følge CEER (CIRED 2003 Barcelona) 6

7 Engelske begreper (IEC) International Electrotechnical Vocabulary Part 617: Organisation/market of electricity (draft) quality of the electricity supply collective effect of all aspects of performance in the supply of electricity NOTE This includes security of supply as a prerequisite, and also reliability, power quality, pricing and customer relationships. 7

8 Engelske begreper (IEC) reliability (of an electric power system) probability of satisfactory operation of a power system over the long run. It denotes the ability to supply adequate electric service on a nearly continuous basis with few interruptions over an extended period of time NOTE Reliability is the overall objective in electric power system design and operation. 8

9 Engelske begreper (IEC) power quality characteristics of the electric current and voltage at a given point on an electric power system, evaluated against a set of reference technical parameters NOTE These parameters might, in some cases, relate to the compatibility between electricity supplied on an electric power system and the loads connected to that electric power system. 9

10 EMC elektromagnetisk forenlighet (kompatibilitet) (EMC): Den evne en innretning, et apparat eller et system har til å funksjonere tilfredsstillende i sitt elektromagnetiske miljø uten å frembringe uakseptable elektromagnetiske forstyrrelser for noe i dette miljø. Kilde: Forskrift om elektrisk utstyr 10

11 Sett i et overordnet perspektiv er leveringskvalitet en av de fire store i nettvirksomheten: Pris (nettleie) Elsikkerhet - HMS Leveringskvalitet (inkl. service) Miljø - virkning på omgivelsene 11

12 NEK EN en viktig referanse 12

13 Leveringskvalitet og NEK EN Normen definerer de tekniske aspekter ved leveringskvalitet. Normen er omtalt som den første produktnormen for elektrisitet levert fra nettselskap til nettkunde. Det er de tekniske fenomenene i denne normen som ligger til grunn for NVEs forskrift 13

14 En annen viktig referanse Siste versjon ligger her: 14

15 NB: Forskrift om leveringskvalitet i kraftsystemet NEK EN Grenseverdier Definisjoner Spenningsnivå Øvrige krav 15

16 Fenomen som er behandlet i EN Frekvens Langsomme rms-variasjoner Hurtige rms-variasjoner - flimmer Spenningsdip Kortvarige avbrudd Langvarige avbrudd Temporære overspenninger fase-jord Transiente overspenninger Spenningsusymmetri Overharmoniske Interharmoniske Signaltransmisjon på kraftnettet Spenningskvalitetsfenomen er uthevet 16

17 Fenomen Spenningskarakteristikker i følge NEK EN EMC-fenomen i følge IEC Kraftfrekvens X X X Forsyningsspenningens størrelse X X Variasjoner i forsyningsspenningen X X X Størrelsen av hurtige X X X spenningsendringer Flimmerintensitet X X X Spenningsdipp X X Kortvarige avbrudd i X X X forsyningsspenningen Langvarige avbrudd i X X X forsyningsspenningen Forbigående kraftfrekvente X X overspenninger mellom spenningsførende ledere og jord Transiente overspenninger mellom X X X spenningsførende ledere og jord Usymmetri i X X X forsyningsspenningen Harmonisk spenning X X X Interharmonisk spenning X X X Signalspenning overlagret X X X forsyningsspenningen d.c. i vekselstrømsnett X Fenomen definert i FoL 1 1) Merk at NVE har ikke satt spesifikke grenseverdier for alle fenomen. 17

18 Spenningskvalitetens fysikk: 18

19 Det offentlige kraftnettet 19

20 Kundens installasjon Tilknytningspunktet 20

21 Problemer med å beherske/styre kvaliteten: Nettselskapet kjenner delvis til utstyr som kunder har koblet til nettet (industri) Nettselskapet vet ikke hvilket utstyr kundene har tilknyttet (massemarkedet) Nettselskapet kan kontrollere eget nett Nettselskapet kan til en viss grad observere kunders adferd 21

22 Det samlede system er meget omfattende 22

23 Kundens anlegg Kunde A Lyn ~ Koblinger Kunde B Støy Ulineære komp./ Feil på komp. Trær, dyr, snø o.s.v. App.A Dårlig immunitet? App.B 23

24 Dette gjelder fortsatt (Thevenin) : Produksjon Nett Last/kunde ZG Znett Impedansene bestemmer spenningskvaliteten Polluter pays? ZLast 24

25 Hva påvirker? Egenskap Produksjon Nett Kunde Sk Frekvens x x x Spenningens størrelse x x Langsomme spenningsvariasjoner x x x Hurtige spenningsvariasjoner x x x x Spenningsdip x x Kortvarige spenningsavbrudd x Langvarige spenningsavbrudd x Temporære 50Hz-overspenninger fase-jord x Transiente overspenninger fase-jord x Spenningsusymmetri x x x Overharmoniske spenninger x x x Interharmoniske spenninger x x x Signaltransmisjon på kraftnettet x x 25

26 Netteier Kunder Kryssende interesser Installatører Kraftprodusenter Produsenter apparater/anlegg Standardisering et viktig virkemiddel for å få dette til å gå opp 26

27 Leveringskvalitet Hvilke fenomen er de viktigste? Bidrag til ulempe/ tapskostnader for gjennomsnittskunden i Norge Kostnader for utbedring av problemer (i nett eller hos kunde) 27

28 Prioritert ut fra ulemper eller tap 1- Langvarige avbrudd 2- Kortvarige avbrudd 3- Kortvarige underspenninger (dip) 4- Transiente lynoverspenninger 5- Stasjonær spenning /Langsomme variasjoner 6- Kortvarige overspenninger (swell) 7- Transiente koblingsoverspenninger Vi får en annen rangering om kriteriet er: Hvor stor betydning har fenomenet for elsikkerheten (personsikkerhet/brannfare..)? 28

29 Hoved-gruppe Detaljegenskap Relevans mht. handels-hindringer 6= stor betydning for handel med el. apparater ulike krav i ulike land virker handelshindrende Bidrag til ulempe/ tapskostnader for gjennomsnitts kunden i Norge = Det er et stort samfunnsmessig problem idag Kostnader for utbedring av problemer (i nett eller hos kunde) 6= Det er meget kostbart å utbedre problemet hos kunde(r) når det først har oppstått Minimum observasjonsperio de for å identifisere mulige problem Minimum tidsperiode for måling/ kartlegging Frekvens Frekvens År Spenningssprang Spenningensstørrelse Stasjonær spenning Hurtige variasjoner / flimmer Kortvarige underspenninger (dip) Kortvarige overspg. (swell) Transiente lyn overspg noen uker (vinter/sommer noen uker (vinter/sommer) noen uker (vinter/sommer) År År År Transiente koblings År 29

30 Spenningens kurveform Usymmetri i spenning Detaljegenskap Relevans mht. handelshindringer 6= stor betydning for handel med el. apparater ulike krav i ulike land virker handelshindrende Bidrag til ulempe/ tapskostnader for gjennomsnitts kunden i Norge = Det er et stort samfunnsmessig problem idag Kostnader for utbedring av problemer (i nett eller hos kunde) 6= Det er meget kostbart å utbedre problemet hos kunde(r) når det først har oppstått Hovedgruppe Overharmoniske Inter- Harmoniske Usymmetri Minimum observasjonsperio de for å identifisere mulige problem Minimum tidsperiode for måling/ kartlegging noen uker (vinter/sommer) noen uker (vinter/sommer) noen uker (vinter/sommer) Spenningsavbrudd Kortvarige avbrudd År Signalering på kraftnett Langvarige avbrudd År Ripplestyring 1 1? noen uker (vinter/sommer) Bærefrekvens 1 2? noen uker (vinter/sommer 30

31 Frekvens Hovedgruppe Detaljegenskap Frekvens Stasjonær spenning Viktig i dokumentasjon overfor kunder (informasjonsplikten) 6 = Det er meget viktig å kunne informere kunder om hvilket nivå de har/ hva de kan forvente seg Viktig å dokumentere internt 6 = Det er meget viktig at nettselskapet har intern dokumentasjon i beredskap Hvor enkelt er det å spesifisere minste krav? 6 = Det er meget enkelt å spesifisere minste krav med støtte i relevante normer Hvor enkelt er det å etablere avvikskostnader ( a la KILE...) 6 = Det er meget enkelt å etablere avvikskostnader for dette fenomenet Relevans mht. å avtale pris/kvalitet med kunder Ikke relevant Spenningensstørrelse Hurtige variasjoner /flimmer 6= Det er meget relevant at fenomenet inngår i leveringsbetingelsene Spenningssprang Spenningsdip Kortvarige overspg Transiente lyn overspg. Transiente koblingsoverspenninger

32 Hovedgruppe Detaljegenskap Viktig i dokumentasjon overfor kunder (informasjonsplikten) Viktig å dokumentere internt Hvor enkelt er det å spesifisere minste krav? Hvor enkelt er det å etablere avvikskostnader ( a la KILE...) Relevans mht. å avtale pris/kvalitet med kunder 6 = Det er meget viktig å kunne informere kunder om hvilket nivå de har/ hva de kan forvente seg 6 = Det er meget viktig at nettselskapet har intern dokumentasjon i beredskap 6 = Det er meget enkelt å spesifisere minste krav med støtte i relevante normer 6 = Det er meget enkelt å etablere avvikskostnader for dette fenomenet 6= Det er meget relevant at fenomenet inngår i leveringsbetingelsene Spennings kurveform Overharmoniske Inter- Harmoniske Usymmetri i spenning Usymmetri Kortvarige avbrudd Lang-varige avbrudd Signalering på kraftnett Ripple-styring Spenningsavbrudd Bærefrekvens