Håndtering av spenningsproblem i praksis

Håndtering av spenningsproblem i praksis Brukermøte spenningskvalitet 2009 Helge Seljeseth helge.seljeseth@sintef.no SINTEF Energiforskning AS www.energy.sintef.no SINTEF Energiforskning AS 1

Case 1: DEAR AUDIENCE: Listen carefully! I will say this only once Følg godt med! Etterpå skal dere svare på spørsmålet: Er dette akseptabelt? SINTEF Energiforskning AS 2

SAK 1: Svakt nett i enda et hytteområde Hytteområde der de første hyttene ble bygget på 1950- tallet, men der over halvparten er bygget etter 1990. De fleste hyttene i området har lagt inn strøm i løpet av 2000 og 2001 samt noen få ekstra nye hytter fra 2001 til 2008. Ca 800 m 22 kv jordkabel fra 22 kv luftlinje fram til nettstasjon. Lavspenningsnettet er 400 V TN Stikkledningene ut til kundene er enfase 230 V fase-nøytral og kundene har 40 A enfase hovedsikring. Noen svært få ha 50 A enfase hovedsikring. Stikkledningene benyttet er dels 25 mm 2 og dels 50 mm 2 SINTEF Energiforskning AS 3

Erfaringer fram til 2008 Det er i løpet av de første 7-8 år etter strøm ble lagt inn til hyttene konstatert et svakt nett (selv om dette er nytt ) og spenninger fra under -10 % hos kundene på tamp under tung last om vinteren til litt over + 10 % hos kundene nær nettstasjon i lett last om sommeren. (Se foredrag svake lavspenningsnett.) Det er rapportert om relativt lite skader på elektrisk utstyr i løpet av en såpass lang periode som 8 år. Kondensatorhavari (sommeren 2001 - sannsynlig pga høy rms-verdi) Transistorhavari på svitsjet kraftforsyning i TV 2002 (pga høy rms-verdi) Motorhavari på vannpumpe 2007 (usikkert mht lav eller høy spenning) Flere havarier sommeren 2008 pga lynnedslag Kanskje(?) noen flere havarier som det ikke er meldt fra om SINTEF Energiforskning AS 4

Fremgangsmåte? Denne saken var ikke blant de kompliserte, men fungerer greit som et eksempel for å se på fremgangsmåte ved kundeklager. Som et utgangspunkt for behandling av kunder og mottak av henvendelser/klager bør det ligge en forutsetning om at selskapets omdømme er viktig på lang sikt. En slik forutsetning vil automatisk medføre at mottak av henvendelser og videre kontakt med kunden blir viktig. Som et eksempel på hvordan en ikke bør ha det kan nevnes et anonymisert sitat: Jeg ringte Nettselskapet og opplevde å bli satt over til tre forskjellige personer før en til slutt lovet å sjekke saken for meg. Siden har jeg ikke hørt noe. SINTEF Energiforskning AS 5

Vurderinger mht kunde Hva består problemene av? Ser man en enkel løsning? Vurderinger av kundens installasjon: Typer av last? (immunitet vs emisjon) Andel motorlast, ulineær last? Lastprofil? Ev. vurdering av nabokunders installasjon? Nødvendig med befaring?r Plassering av problemutstyr i installasjonen? Stikkprøvemålinger med håndholdt måleutstyr? Nødvendig med målinger? Når måle? Måle hva? SINTEF Energiforskning AS 6

Vurdering av nettet Kortslutningsytelse i forhold til last, maks last? Kjente problemforhold fra tidligere? Luftnett? Kabelnett? Andre kunder som erfarer eller har erfart samme problem? Andre kunder som kan ha støygenererende utstyr? Andel ulineær last? Andel motorlast? Spesielt store enkeltbelastninger/motorer? SINTEF Energiforskning AS 7

Målinger i påsken 2008 På grunn av et havari på en vannpumpe i november 2007 ble det besluttet å foreta målinger Det var foretatt målinger tidligere Tidligere målinger i 2001 og 2002(?) De tidligere målingene viste store variasjoner i spenningens rmsverdi (periodevis under -10% og periodevis over + 10 %) samt et litt høyt nivå av spenningssprang og flimmer. Dette i hovedsak hos kundene lengst ute på linjen og med de lengste stikkledningene. Ingen andre betydelige spenningsavvik. Det ble besluttet å foreta målinger med Medcal N instrument hos to av kundene (begge med ganske lang stikkledning). Måling vist på påfølgende sider foretatt i stikkontakter rett ved sikringsskap og rett innenfor utvendig inntaksskap med kwh-måler og overlastsikring hos kunde med ca 250 m 50 mm 2 stikkledning. SINTEF Energiforskning AS 8

SINTEF Energiforskning AS 9

Flimmer Av 720 Pst verdier var: 698 verdier under 1,0 19 verdier mellom 1,0 og 1,2 (2,64 %) 3 verdier mellom 1,2 og 1,3 (0,42 % mens inntil 5 % tillates av FoL) Plt var alltid under 1,0 Det var ikke synlig flimmer i form av vibrering / dirring i lyset, men meget tydelig i form av blunking hver gang termostatstyrte belastninger gikk ut og inn samt når noen manuelt slo på /av elektriske apparater større enn ca 700 W SINTEF Energiforskning AS 13

Start/slutt på et spenningssprang SINTEF Energiforskning AS 15

Oppsummering sak2 : Akseptabelt? Frekvens helt ok Lavt nivå av overharmoniske (THD: 0,7 til 3,4 %) Ingen alvorlige transienter Flimmerverdier innenfor FoL Brudd på FoL Spenningen tidvis under -10 % (laveste målte 1.minuttverdi ca -14 %) For mange spenningssprang (114/24t) Mange, men små spenningsdipp (over 70/24t) Hva ville ditt nettselskap ha gjort dersom dere hadde målt slike forhold: Ville det blitt handlet forskjellig avhengig av om noen hadde klaget eller ikke? Dersom spenningens RMS verdi ikke tidvis/kortvarig var for lav og det bare var registrert så mange spenningssprang og små dipper? SINTEF Energiforskning AS 19

Visste du at Spenningsforholdene i den saken vi nettopp har vært gjennom er GOD NOK i henhold til dagens utgave av EN50160 (Europanormen)? Spenningsforholdene er ikke gode nok i henhold til FoL og heller ikke i henhold til de gamle standardkontraktene til norske nettselskap. Kundene klaget IKKE på for lave spenninger eller symptomer på for lave spenninger. De klaget på det de opplevde som alt for mye blunking i lyset. SINTEF Energiforskning AS 20

Utbedring som er foretatt Kun utbedring av stikkledningen til noen få hytter. 3 av disse hadde mellom 150 og 300 m stikkledning på 25 mm 2. Situasjonen rapportert fra tre av disse kundene etter å ha lånt måleutstyr og foretatt nye målinger høsten 2008: Lysblunkene oppleves som mer enn halvert. Legger av og til merke til det, men det er ikke lenger plagsomt Målingene viser at spenningen ved inntakene til hyttene varierer fra ca 240 V med all last avslått ned til mellom 203 og 206 V med full last i de enkelte hyttene (mellom 9 kw og 10 kw). SINTEF Energiforskning AS 21

SAK 2: Havari på store kostbare frekvensomformere En stor norsk industribedrift erfarer flere havarier på kostbart kraftelektronisk utstyr. Frekvensomformere havarerer Kondensatorbatteriene havarerer og transistormoduler og styrekort havarerer Fabrikanten mistenker at utstyret ødelegges av eksterne påkjenninger. Påpeker lange kabelstrekk mellom frekvensomformerne og motorene Mistenker induserte overspenninger Ble raskt konkludert med at avanserte målinger var nødvendige Saken er ganske ny og vi kan foreløpig ikke gå ut med detaljert informasjon, så det kan ikke vises enlinjeskjema av anlegget eller gi mer detaljer om omliggende nett, anlegget/installasjonen eller utstyret som havarerer (mht fabrikat etc) SINTEF Energiforskning AS 25

Befaring i anlegget Ved første befaring av tavlerommet med frekvensomformerne ble det fastslått at de to frekvensomformerne står rygg mot rygg (back-to-back). Dette er en relativt vanlig konfigurasjon og selv om det vil medføre et visst nivå av elektrisk støy overført mellom frekvensomformerne har normalt leverandør/fabrikant av frekvensomformerne god kontroll på dette mht immunitet i utstyret SINTEF Energiforskning AS 26

Lengde på kabler Kablene målt til lengder på ca mellom 80 og 84 meter Kabelforlegningen er med enfase kabler forlagt i trekant på kabelstiger SINTEF Energiforskning AS 27

Svært mye støy og spenningsoscillasjoner SINTEF Energiforskning AS 28

Svært mye dårlige jordtilkoblinger og terminering av kabelskjermer med tanke på EMC SINTEF Energiforskning AS 33

Tiltak Kabelstigene ble i første omgang ansett som tilstrekkelige Et omfattende arbeid med terminering av jordskjermer og jordtilkoblinger skulle foretas Ikke rapportert om ytterligere havarier etter dette SINTEF Energiforskning AS 34

SAK 3: Havari på kraftelektronikk i industribedrift En norsk industribedrift erfarer flere havarier på kostbart kraftelektronisk utstyr. Fabrikanten mistenker at utstyret ødelegges av eksterne påkjenninger (les dårlige spenningsforhold). Ble raskt konkludert med at avanserte målinger var nødvendige Denne saken er ganske ny og vi kan foreløpig ikke gå ut med detaljert informasjon, så det kan ikke vises enlinjeskjema av anlegget eller gi mer detaljer om omliggende nett, anlegget/installasjonen eller utstyret som havarerer (mht fabrikat etc) SINTEF Energiforskning AS 35

I begynnelsen av måleperioden ble det fokusert på mulige problemer med jordfeil SINTEF Energiforskning AS 36

I begynnelsen av måleperioden ble det fokusert på mulige problemer med jordfeil Fabrikant var etter hvert imidlertid enig i at den målte jordfeilproblematikken ikke skulle kunne medføre de havariene som var konstatert Etter lengre tids målinger inntraff igjen nye havarier og denne gang med gode målinger. SINTEF Energiforskning AS 37

TAKK for oppmerksomheten og takk for et flott brukermøte spenningskvalitet 2009! SINTEF Energiforskning AS 41