Forskrift om leveringskvalitet Brukermøte spenningskvalitet 2008 17. og 18. september Karstein Brekke senioringeniør, Nettseksjonen E-post: kab@nve.no Telefon: 22959457 Norges vassdrags- og energidirektorat
Innhold Forskrift om leveringskvalitet Generelt Spenningssprang Målinger Tilsyn og erfaringer 2
Innhold Forskrift om leveringskvalitet Generelt Spenningssprang Målinger Tilsyn og erfaringer 3
Leveringskvalitet i kraftsystemet består av: Leveringskvalitet (eng: Quality of Supply, Service Quality) Kvalitet på levering av elektrisitet i henhold til gitte kriterier. Tekniske elementer (eng: Power Quality) Leveringspålitelighet (tilgjengelighet) (eng: Continuity of Supply, Reliability of Supply) Spenningskvalitet (anvendelighet) (eng: Voltage Quality) Ikke tekniske elementer (eng: Commercial Quality) All kontakt mellom kunde og nettselskap eller kunde og kraftleverandør 4
Hvem og hva påvirker leveringskvaliteten i kraftsystemet? Påvirkes av alle aktører tilknyttet kraftsystemet. I større grad av transporten (overføringsnettet) og sluttbrukeren, enn av produsenten (i motsetning til de fleste andre produkter). Fenomener som påvirker leveringskvaliteten er bl.a.: Planlagte utkoblinger. Jord- og kortslutninger Lyn Koblinger i kraftsystemet Ikke-lineære belastninger (f. eks frekvensomformere) Elektronisk utstyr Direktestart av store motorer (spesielt asynkronmaskiner) Etc. 5
Hva er tilfredsstillende? Grad av tilfredshet for ulike interesseaktører Kan variere for» Nettselskap» Sluttbrukere» Utstyrsleverandører Regulator Samfunnsmessig rasjonell leveringskvalitet Tar hensyn til private og offentlige interesser berørt 6
Store kostnader relatert avvik i leveringskvalitet Kartlagt gjennom nasjonale spørreundersøkelser, ref SINTEF Energiforskning Sluttbrukernes årlige kostnader (estimert for hele landet): Spenningsdipp 170-330 MNOK Kortvarige avbrudd ( 3 min) 380-530 MNOK Langvarige avbrudd (>3 min) 510-630 MNOK Årlige kostnader pr respondent (gjennomsnitt) For høy stasjonær spenning 43 000 NOK (7resp) For lav stasjonær spenning 143 000 NOK (7 resp) Transiente overspenninger 25 000 NOK (8 resp) 7
NVEs mål for regulering av leveringskvalitet 8 Oppnå et samfunnsøkonomisk riktig nivå på kvaliteten Unngå redusert leveringskvalitet som følge av generell effektivisering (kostnadskutt) Bedre regelverk for håndtering av tvister og for å gi informasjon Forbedre kunnskapen hos norske nettselskaper, herunder kvalitet i eget nett Stille krav overfor alle interesseaktører (dvs alle aktørene tilknyttet det norske kraftsystemet) Klarere grenser for ansvar, samt forbedre sluttbrukernes rettigheter
Forskrift om leveringskvalitet i kraftsystemet I kraft 1.1.2005 Siste endringer iverksatt 1.1.2007 Utvikles og følges opp av NVE Direkteregulering og underlag for incentivbasert regulering 9
Forskrift om leveringskvalitet Kapittel 1 Innledende bestemmelser Kapittel 2 Generelle bestemmelser Kapittel 2A Registrering og rapportering Kapittel 3 Krav til leveringspålitelighet og spenningskvalitet Kapittel 4 Informasjon om leveringspålitelighet og spenningskvalitet Kapittel 5 Øvrige bestemmelser 10
Forarbeider NVE Dokument nr 3 2004 NVE Dokument nr 13 2004 NVE Dokument nr 8 2005 NVE Dokument nr 18 2005 NVE Dokument nr 7 2006 NVE Dokument nr 13 2006 11
Innhold Forskrift om leveringskvalitet Generelt Spenningssprang Målinger Tilsyn og erfaringer 12
Spenningssprang vs kortvarige over- og underspenninger Spenningssprang (ikke ordrett definisjon) Hurtige endringer i spenningens effektivverdi innenfor ± 10 % av avtalt spenningsnivå. Kortvarige underspenninger (ikke ordrett definisjon) Hurtig (og midlertidig) reduksjon i spenningens effektivverdi til under 90 % av avtalt spenningsnivå varighet 10 ms til 60 s. Kortvarige overspenninger (ikke ordrett definisjon) Hurtig (og midlertidig) økning i spenningens effektivverdi til over 110 % av avtalt spenningsnivå varighet 10 ms til 60 s. 13
Spenningssprang #1 14
Spenningssprang #2 Ref: SINTEF rapport Synlighet av endringer i lysintensitet forårsaket av spenningssprang (2006) 15
Spenningssprang #3 Motiv for regulering av spenningssprang Visuell irritering og/eller ubehag 1 Bakgrunn for krav til spenningsprang 2005-2006 SINTEF rapport Krav til spenningskvalitet (2003) IEC 61000-3-3 (EN 61000-3-3) EN 50160 Bakgrunn for krav til spenningssprang fra 2007 SINTEF rapport Synlighet av endringer i lysintensitet forårsaket av spenningssprang (2006). 16 1 Ubehag, jf Norsk bokmåls ordbok: følelse av uvelhet, ulyst, motvilje
Spenningssprang #4 Viktige forhold ved definering av spenningssprang 1. Hva skal anses som stabil spenning 2. Hva skal være minimum varighet i stabil tilstand mellom to spenningsendringskarakteristikker 3. Hvor hurtig må spenningsendringen (dv/dt) være for at dette skal oppfattes som synlig blink i belysningen for majoriteten av de som utsettes for dette 4. Stasjonær spenningsendring 5. Maksimal spenningsendring 6. Hvilken størrelse som faktisk avvik (i volt) skal relateres: driftsspenning rett før spenningsendringskarakteristikken inntreffer, eller avtalt spenningsnivå? 7. Hva er maksimal varighet av spenningssprang 17
Spenningssprang #5 Viktige forhold ved definering av spenningssprang 1. Hva skal anses som stabil spenning 2. Hva skal være minimum varighet i stabil tilstand mellom to spenningsendringskarakteristikker 3. Hvor hurtig må spenningsendringen (dv/dt) være for at Hva er definert internasjonalt? dette skal oppfattes som synlig blink i belysningen for majoriteten av de som utsettes for dette 4. Stasjonær spenningsendring 5. Maksimal spenningsendring 6. Hvilken størrelse som faktisk avvik (i volt) skal relateres: driftsspenning rett før spenningsendringskarakteristikken inntreffer, eller avtalt spenningsnivå? 7. Hva er maksimal varighet av spenningssprang 18
Spenningssprang #6 Viktige forhold ved definering av spenningssprang 1. Hva skal anses som stabil spenning 2. Hva skal være minimum varighet i stabil tilstand mellom to spenningsendringskarakteristikker 3. Hvor hurtig må spenningsendringen (dv/dt) være for at Hva er definert internasjonalt? dette skal oppfattes som synlig blink i belysningen for majoriteten av de som utsettes for dette IEC 61000-3-3: (1), 2, 4, 5 og 6. 4. Stasjonær spenningsendring IEC 61000-4-30: ingen 5. Maksimal spenningsendring 6. Hvilken størrelse som faktisk avvik (i volt) skal relateres: EN driftsspenning 50160: uklar rett før spenningsendringskarakteristikken inntreffer, eller avtalt spenningsnivå? 7. Hva er maksimal varighet av spenningssprang 19
Spenningssprang #7 Viktige forhold ved definering av spenningssprang 1. Hva skal anses som stabil spenning 2. Hva skal være minimum varighet i stabil tilstand mellom to spenningsendringskarakteristikker 3. Hvor hurtig må spenningsendringen (dv/dt) være for at Hva er definert nasjonalt? dette skal oppfattes som synlig blink i belysningen for majoriteten av de som utsettes for dette FoL: (1), 2, 3, 4, 5 og 6 4. Stasjonær spenningsendring 5. Maksimal spenningsendring 6. Hvilken størrelse som faktisk avvik (i volt) skal relateres: driftsspenning rett før spenningsendringskarakteristikken inntreffer, eller avtalt spenningsnivå? 7. Hva er maksimal varighet av spenningssprang 20
2. Hva skal være minimum varighet i stabil tilstand mellom to spenningsendringskarakteristikker? Spenning [V] 260 250 240 230 220 Umaks = Ustasj 253 V Minimum varighet mellom to spenningsendringskarakteristikker 1 s *1) 210 207 V 200 0 1 2 3 4 5 6 Tid [s] 21 *1) jf. IEC 61000-3-3) Sprangstørrelse Tid mellom 2 sprang Oppfattet som 2 sprang 4,0 % 0,5 s 0,39 4,0 % 1 s 0,84 4,0 % 2 s 0,91 5,0 % 0,5 s 0,42 5,0 % 1 s 0,82 5,0 % 2 s 0,97 Tabell 1: Prosentvis andel av 60 personer som oppfattet 2 påfølgende lysblunk som separate hendelser
3. Hvor hurtig er et spenningssprang og 1. hva er stabil spenning? Spenning [V] 260 250 240 230 220 210 200 dt dv 0 1 2 3 4 5 6 Tid [s] 253 V 207 V Hvor hurtig spenningsendringen må være for at dette skal oppfattes som synlig blink i belysningen for majoriteten av de som utsettes for dette? dv/dt>0,5% av U avtalt Hva skal anses som stabil spenning? dv/dt 0,5% av U avtalt 22 Sprangstørrelse dv/dt endring pr sekund Gjennomsnitt synlighet 2,0 % 0,2 V/s 0,00 2,0 % 0,5 V/s 0,08 2,0 % 1 V/s 0,14 2,0 % 2 V/s 0,39 2,0 % 5 V/s 0,52 4,0 % 0,2 V/s 0,05 4,0 % 0,5 V/s 0,18 4,0 % 1 V/s 0,56 4,0 % 2 V/s 0,81 4,0 % 5 V/s 0,95 5,0 % 0,2 V/s 0,05 5,0 % 0,5 V/s 0,22 5,0 % 1 V/s 0,61 5,0 % 2 V/s 0,95 5,0 % 5 V/s 1,00 Tabell 1: Prosentvis synlighet blant 60 personer av lysblunk fra ulike gradvise spenningssprang
4. Stasjonær og/eller 5. maksimal spenningsendring? Spenning [V] 260 250 240 230 220 210 200 253 V Umaks = Ustasj 207 V 0 1 2 3 4 5 6 Tid [s] Hvilken spenningsendring skal studeres: maksimal spenningsendring og/eller stasjonær spenningsendring begge *1) 260 250 253 V Spenning [V] 240 230 220 210 Umaks Ustasj 207 V 200 0 1 2 3 4 5 6 Tid [s] 23 *1) jf. IEC 61000-3-3)
4. Stasjonær og/eller 5. maksimal spenningsendring? Sprangstørrelse Gjennomsnitt synlighet Standardavvik 0,5 % 0,04 0,18 1,0 % 0,21 0,22 2,0 % 0,67 0,21 3,0 % 0,84 0,11 4,0 % 0,95 0,11 5,0 % 1,00 0,00 6,0 % 1,00 0,00 7,0 % 1,00 0,00 Tabell 1: Prosentvis synlighet blant 60 personer av lysblunk fra ulike momentane spenningssprang, jf 24 Maks. sprangstørrelse Startforløp i sekund Gjennomsnitt synlighet 2,0 % 0,5 s 0,21 2,0 % 1,5 s 0,32 3,0 % 0,5 s 0,35 3,0 % 1,5 s 0,54 4,0 % 0,5 s 0,52 4,0 % 1,5 s 0,71 5,0 % 0,5 s 0,68 5,0 % 1,5 s 0,86 6,0 % 0,5 s 0,79 6,0 % 1,5 s 0,98 Tabell 1: Prosentvis synlighet blant 60 personer av lysblunk fra ulike motorstartforløp, jf. Maksimal sprangstørrelse tilsvarer den initiale spenningsreduksjonen etter innkobling av motoren
6. Hvilken størrelse som faktisk avvik (i volt) skal relateres: driftsspenning rett før spenningsendringskarakteristikken inntreffer, eller avtalt spenningsnivå? I all hovedsak et valg Forskrift om leveringskvalitet samsvarer med IEC 61000-3-3 25
7. Hva er maksimal varighet av spenningssprang? Spenning Tid Maksimal varighet er ikke definert. Hvordan er dette løst av instrumentleverandørene? 26
Krav til spenningssprang? Spenning [V] 260 250 240 230 220 Umaks = Ustasj 253 V Hvilke størrelser av spenningssprang bør reguleres med hensyn til hyppighet? 210 207 V 200 0 1 2 3 4 5 6 Tid [s] 27 Sprangstørrelse Gjennomsnitt synlighet Standardavvik 0,5 % 0,04 0,18 1,0 % 0,21 0,22 2,0 % 0,67 0,21 3,0 % 0,84 0,11 4,0 % 0,95 0,11 5,0 % 1,00 0,00 6,0 % 1,00 0,00 7,0 % 1,00 0,00 Tabell 1: Prosentvis synlighet blant 60 personer av lysblunk fra ulike momentane spenningssprang, jf
Kortvarige over- og underspenninger Spenning [V] 300 250 200 150 100 Varighet Høyde 253 V 207 V 50 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Tid [s] Spenning [V] 300 250 200 150 100 Varighet Dybde 253 V 207 V 50 28 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Tid [s]
Spenningssprang eller spenningsdipp? Voltage [V] 260 250 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 29 Hurtig spenningsendring som følge av oppstart av asynkronmotor. I begge tilfellene under gjelder: U maks = 7 % (16,1 V) and U stasjonær = 2 % (4,6 V) Tilfellet A: Driftsspenning rett før endring: 240 V (=> spenningssprang) Tilfellet B: Driftsspenning rett før endring: 215 V (=> spenningsdipp) Mulighetene til å redusere spenningsendringen og konsekvensene av denne er de samme i begge tilfellene samme motor, samme kunde og samme nettstruktur. Skal utgangsspenningen (trinning) på fordelingstransformator avgjøre hvilke krav som gjelder? Bør krav for maksimal spenningsendring i disse to tilfellene være like? Skille på statistkikk og kundeklager? 0 1 2 3 4 5 6 Time [s] Voltage [V] 260 250 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 0 1 2 3 4 5 6 Time [s]
Spenningssprang betraktninger vedr målinger U y % y er min grense for hvilke sprang som ønskes registrert Kan gjøres justerbar Spenning dv/dt > 0,5 % av U avtalt pr sek. NB! Prinsipiell fremstilling U rms målt pr 10 ms, jf IEC 61000-4-30 ± x %, der x 0,5*y Kan gjøres justerbar Min 1 sek Tid 30 Startbetingelse: U y % og dv/dt > 0,5 % av U avtalt pr sek. Sluttbetingelse: U er innenfor ± x % i min 1 sekund
Spenningssprang betraktninger vedr målinger U y % y er min grense for hvilke sprang som ønskes registrert Kan gjøres justerbar Spenning dv/dt > 0,5 % av U avtalt pr sek. NB! Prinsipiell fremstilling U rms målt pr 10 ms, jf IEC 61000-4-30 ± x %, der x 0,5*y Kan gjøres justerbar Min 1 sek Tid 31 Startbetingelse: U y % og dv/dt > 0,5 % av U avtalt pr sek. Sluttbetingelse: U er innenfor ± x % i min 1 sekund
Spenningssprang betraktninger vedr målinger NB! Prinsipiell fremstilling U rms målt pr 10 ms, jf IEC 61000-4-30 U y % y er min grense for hvilke sprang Hvordan som ønskes har instrumentleverandørene dv/dt > 0,5 % av U avtalt pr sek. registrert Kan gjøres justerbar Spenning løst dette? ± x %, der x 0,5*y Kan gjøres justerbar Min 1 sek Tid 32 Startbetingelse: U y % og dv/dt > 0,5 % av U avtalt pr sek. Sluttbetingelse: U er innenfor ± x % i min 1 sekund
Innhold Forskrift om leveringskvalitet Generelt Spenningssprang Målinger Tilsyn og erfaringer 33
Forskrift om leveringskvalitet Krav til måling av spenningskvalitet #1 2-5, 2A-2, 4-2 og 4-3 2-5 Nettselskapenes saksbehandling ved misnøye med leveringskvaliteten Resultat fra målinger og utredninger skal dokumenteres, se også 4-3. Husk: minimum syv dager, relevante driftsforhold og relevante parametere. 34
Forskrift om leveringskvalitet Krav til måling av spenningskvalitet #2 2A-2 Registrering av spenningskvalitet. Kontinuerlige målinger i eget nett. Det skal kunne dokumenteres hvorfor man har valgt det antall måleinstrumenter som er gjort, samt hvordan eget nett er inndelt i karakteristiske nettområder. 35
Forskrift om leveringskvalitet Krav til måling av spenningskvalitet #3 4-2 fjerde ledd Måle og informere om nivå av langsomme spenningsvariasjoner, flimmerintensitet, spenningsusymmetri, overharmoniske spenninger Nettselskap kan kreve at nettkunden dekker nødvendige kostnader for å utføre plikter i henhold til fjerde ledd. 36
Forskrift om leveringskvalitet Krav til måling av spenningskvalitet #4 4-3 Metode for måling og kalibrering samt dokumentasjon av utstyrets nøyaktighet Relevante internasjonale standarder IEC 61000-4-7, IEC 61000-4-15, IEC 61000-4-30 Det skal kunne dokumenteres: Kalibrering, som skal følge instrumentleverandørens spesifikasjoner Måleteknisk sporbarhet Måleutstyrets nøyaktighet og begrensinger, inkludert måletransformator Måleresultat pluss usikkerhet skal være innenfor forskriftens grenseverdier 37
Innhold Forskrift om leveringskvalitet Generelt Spenningssprang Målinger Tilsyn og erfaringer 38
Tilsyn og erfaringer #1 Tilsyn vedr forskrift om leveringskvalitet og 22 i forskrift om systemansvaret Besøkt 4 selskaper i mai og juni Antall avvik funnet hos selskapene var 6, 8, 10 og 12 hvorav avvik relatert spenningskvalitet var 5, 6, 9 og 10. Tilsyn vedr energilovforskriften 3-4 bokstav a) Stiller også spørsmål vedr kontinuerlige målinger Funnet avvik hos 5 av 5 selskaper vedr kontinuerlige målinger av spenningskvalitet 39
Tilsyn og erfaringer #2 Stor andel av selskapene har enda ikke fått på plass kontinuerlige målinger av spenningskvalitet En del selskaper sliter enda med kunnskapsmangel og/eller gode rutiner på å håndtere spenningskvalitet En del selskaper prioriterer ikke forskriftskrav mht spenningskvalitet, hvilket betyr at de ikke prioriterer å følge energiloven 40
Hva skal selskapene gjøre ved uenighet? 41
Forskrift om leveringskvalitet 2-6 Uenighet om overholdelse av denne forskriften Uenighet om overholdelse av denne forskriften kan bringes inn til Norges vassdrags- og energidirektorat for avgjørelse. Avgjørelser som fattes av Norges vassdrags- og energidirektorat i medhold av dette ledd, er enkeltvedtak. Nettselskap skal ved uenighet informere nettkunder om første ledd. 42
Takk for oppmerksomheten! 43