Håndtering av spenningsproblem i praksis

Håndtering av spenningsproblem i praksis Problembeskrivelse Identifisering/årsak (inkl. måleopplegg, -resultat og teori) Løsning eller videre plan Helge Seljeseth helge.seljeseth@sintef.no www.energy.sintef.no 1

SAK 1: Problemer ifm privat vannverk SINTEF ble engasjert til å finne ut av problemer i ei lita grend der det etter boring og montasje av nytt vannverk ble konstatert følgende problemer: Enkelte kunder opplever feilfunksjon på enkelte av deres elektriske apparater som av og til bare slår seg av. Det er disse kundene som har klaget på strømmen langt i fra alle kundene i området har imidlertid dette problemet Over halvparten av kundene i området som har blitt forespurt rapporterer imidlertid om at det innimellom blinker i lyset UV-lampen i det private vannverket (forsyner 14 husstander med vann) har allerede havarert etter under et år i drift. 2

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. 3

Vurderinger mht kunde Lastprofil Typer av last? Andel motorlast, ulineær last? Hva består problemene av? Ser man en enkel løsning? Nødvendig med befaring? Nødvendig med målinger? Når måle? Måle hva? 4

Vurdering av nettet Kortslutningsytelse i forhold til last, maks last? Kjente problemforhold fra tidligere? Andre kunder som kan ha støygenererende utstyr? Luftnett? Kabelnett? Andel motorlast? Andel ulineær last? 5

Håndbok spenningskvalitet Et greit hjelpemiddel for den som ikke allerede er ekspert på kundeklager En slags lærebok/oppslagsverk for nybegynnere på spenningskvalitet innføring i spenningskvalitet Et bibliotek med eksempler på målinger for mulig hjelp til å kjenne igjen måleresultater og få hjelp til å finne ut mulig årsak til forstyrrelsene som er målt 6

Resultater spørreskjema, befaring og telefonintervju: Apparatene som slår seg av: 5 TVapparat 3 PC er 2 microbølgeovner 1 oppvaskmaskin 2 stereoanlegg Styringen av UV-lampen i vannverket viser usedvanlig mange start/stopp av UV-lampen på grunn av spenning under 22 V Selv om hovedpumpen i vannverket er styrt av frekvensomformer har vannverket også 2 mindre pumper der motorene er direktestartet 7

22kV,23 kv V V V 8

9

Befaring av vannverket sammen med målingene viste at: Frekvensomformeren på hovedpumpen medførte ingen store spenningsvariasjoner når denne ble startet. En av de andre pumpene uten frekvensomformer ble imidlertid også startet ganske ofte og denne forårsaket så store spenningsfall at det hos en del av kundene medførte spenningsdipp Den tredje pumpen som heller ikke hadde frekvensomformer forårsaket de største spenningsdipp ene ved oppstart, men denne ble startet relativt sjelden Spenningen på denne lavspenningskretsen var i utgangspunktet litt lav i lys av en helhetsbetraktning av spenningen hos kundene nærmest nettstasjon og kundene lengst unna nettstasjon 1

Tiltak Transformator trinnet opp Dette medførte Det meste av problemer med stopp/avslag av elektriske apparater hos kundene opphørte, men ikke alt Ingen endring mht lysblink Styrekretsen til UV lampen viste at denne fortsatt startet og stoppet nesten like ofte som før Frekvensomformere ble da installert på begge de siste pumpemotorene Etter dette opphørte alle de rapporterte problemer med unntak av at en kunde fremdeles hevdet han kunne se det blinke i lyset en del ganger. 11

SAK 2: Til deg i salen: Følg godt med! Etterpå får du spørsmålet: Er dette akseptabelt? Et hytteområde der de første hyttene ble bygget før 196, men der over halvparten er bygget etter 199. De fleste hyttene i området har lagt inn strøm etter et godt kollektivt tilbud fra det lokale nettselskap i år 2. Over 8 m 22 kv jordkabel fra 22 kv luftlinje fram til nettstasjon. Lavspenningsnettet er 4 V TN Mellom 2 og 3 m stikkledning til de kundene som har lengst stikkledning. Stikkledningene ut til kundene er enfase 23 V fase-nøytral og kundene har 4 A enfase hovedsikring. Stikkledningene benyttet er dels 25 mm 2 og dels 5 mm 2 12

Erfaringer fram til 28 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 godt under -1 % under tung last om vinteren til over + 1 % i lett last om sommeren. Det er rapportert om lite til moderat med skader på elektrisk utstyr. Kondensatorhavari (sommeren 21 - sannsynlig pga høy rms-verdi) Transistorhavari på svitsjet kraftforsyning i TV 22(pga høy rms-verdi) Motorhavari på vannpumpe 27 (usikkert mht lav eller høy spenning) Flere havarier sommeren 28 pga lynnedslag Sannsynligvis noen flere havarier som det ikke er meldt fra om 13

Målinger i påsken 28 På grunn av et havari på en vannpumpe i november 27 ble det besluttet å foreta målinger Det var foretatt målinger tidligere Tidligere målinger i 21 og 22(?) De tidligere målingene viste store variasjoner i spenningens rmsverdi (periodevis under -1% og periodevis over + 1 %) 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 lang stikkledning). Måling vist på påfølgende sider foretatt i stikkontakt ca. 2 m 2,5 mm 2 PR kabel fra utvendig inntaksskap med kwh-måler og overlastsikring hos kunde med ca 25 m 5 mm 2 stikkledning. 14

15

16

17

18

18 17 169 t < 1 ms 1ms < t <.5s.5s < t < 1s 1s < t < 3s 3s < t < 2s 2s < t < 6s 6s < t 16 15 14 13 Number of events 12 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 [1,46] [46,345] [345,276] [276,253] 71 38 18 1 2 [253,27] [27,195] [195,161] Voltage range [161,92] [92,2] 32 1 2 [2,] 19

2

Flimmer Av 72 Pst verdier var: 698 verdier under 1, 19 verdier mellom 1, og 1,2 (2,64 %) 3 verdier mellom 1,2 og 1,3 (,42 % mens inntil 5 % tillates av FoL) Plt var alltid under 1, Det var ikke synlig flimmer i form av vibrasjon 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 7 W 21

22

3.4.27 2:5:2 234,5 234 233,5 233 232,5 232 231,5 Channel 1 (V) 231 23,5 23 229,5 229 228,5 228 Start/slutt på et spenningssprang 227,5,,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1, s. 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 23

24

3 2 %H L1 (V) 1 THD 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 21 22 23 24 25 26 27 28 29 3 31 32 33 34 35 Harmonic Order 25

6.4.27 1:44:56 3 Channel 1 25 2 15 1 5 Volts -5-1 -15-2 -25-3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 msec 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 26

Oppsummering sak2 : Akseptabelt? Frekvens selvsagt ok Lavt nivå av overharmoniske Ingen alvorlige transienter Flimmerverdier innenfor FoL Brudd på FoL Spenningen tidvis godt under -1 % Alt for mange spenningssprang (114/24t) Alt for mange spenningsdipp (over 7/24t) Hva ville ditt nettselskap ha gjort dersom dere hadde målt slike forhold: Dersom det som foranledning for målingene hadde kommet inn en klage Dersom det ikke hadde vært noen kundeklage og nettselskapet hadde foretatt målingene av andre årsaker : 27

SAK 3: UTSTYRSHAVARI PÅ GRUNN AV AVBRUDD En næringslivskunde klager til det lokale nettselskapet og forlanger å få erstattet tapene de fikk på grunn av havari på datautstyr. De hevder at datautstyret havarerte som følge av et planlagt avbrudd fra det lokale nettselskapet. Nettselskapet vurderer saken som tvilsom og merkelig da ingen av de andre kundene på samme nettstasjon rapporterer om skader/havari Videre anså man det som sjelden å erfare havari ved vanlig utkobling og innkobling av nettstasjon m/kunder 28

Målinger SINTEF ble leid inn som konsulent og uavhengig ekspert Anbefalte å forsøke å gjenskape situasjonen som kunden mente hadde forårsaket havari på datautstyr hos dem under forutsetning av at kundene under aktuell nettstasjon syntes dette var akseptabelt Det ble foretatt 1 utkoblinger og 1 innkoblinger av den aktuelle nettstasjonen. Det ble besluttet å foreta samtidige målinger både: I nettstasjonen På kundens inntak Inne i kundens installasjon Instrumenter benyttet: UNIPOWER Unilyzer 92 Fluke 435 Dranetz-BMI DualNode Series 55 29

Resultater Det ble IKKE registrert noen transiente overspenninger over + 1 V utsving fra 5 Hz sinusspenning. De største spenningsavvikene fra ideell sinusspenning var fall i momentanverdien av spenningen under normal sinusspenning. Kurveformen/sinusen var moderat forvrengt til innkoblingsforløp å være Kurveformen/sinusen var nesten helt ren ved utkoblingene Det ble ikke registrert unormale spenninger mellom fase og jord under koblingene Ved flere av utkoblingene ble det registrert betydelig spenningshale pga roterende maskiner som ikke kobles fra ved spenningsutfall. 3

31

32

33

34

Årsak sammenheng (ALVORLIG!) Havariene var med kun et unntak (som kanskje var tilfeldig?) utelukkende på harddisker i noen få bestemte datamaskiner Diskoverflaten var ødelagt av lesehodet på diskene Vi har konstatert at enkelte datamaskiner dessverre har så enkle/dårlige kraftforsyninger at de ikke har noen form for spenningsvern på utgangene. Istedenfor å koble helt ut når AC spenningen på inngangen blir for lav til å opprettholde klart definerte spenninger på utgangene (+12 V DC, +5 V DC, +3 V DC) synker utgangsspenningene på enkelte billige/dårlige kraftforsyninger. Dette har i to saker det SINTEF har vært involvert medført havari på harddisker Det kan virke som at lesehodene på harddisker riper opp diskoverflaten når harddiskene får for lave/udefinerte spenninger 35

Forslag til løsning Bytte til bedre (dyrere) PSU (kraftforsyning) i datamaskinene Bør det vurderes å stille krav til vern/frakobling av motorer ved avbrudd? Det anses imidlertid som et MEGET alvorlig problem dersom elektriske apparater ikke lenger tåler strømbrudd fra nettet Dette ser foreløpig ut til å ha blitt en aktuell problemstilling med motorlast til stede der motoren(e) ikke har vern som kobler dem fra ved avbrudd 36

SAK 4: Vi lærer stadig noe nytt eks. kortvarige spenningsdipp? Gjennom et forskningsprosjekt D22 (distribusjon 22) foretas langvarige målinger flere steder i nettet. Målingene foretas med instrumenter som måler og lagrer kurveformen av alle perioder gjennom hele året. Dette har gitt noen nye aha-opplevelser ifm måleresultater En av dem er målte kortvarige spenningsdipp som IKKE er spenningsdipp! Måler du KUN linjespenningen i enkelte målepunkt VÆR OBS på at enkelte målte kortvarige spenningsdipp ikke trenger å være reelle spenningsdipp, men kan være målefeil forårsaket av spenningstransformatorene. 37

38

39

4

41

Metning i måletransformatorer ved jordfeil Dere som driver med målinger vær OBS på at jordfeil feilaktig kan måles som spenningsdipp i linjespenningen pga metning i måletransformatorene. TAKK for oppmerksomheten og vel hjem! 42