Qualistar

Smart solutions
Power Quality Definities!
Qualistar
Krachttermen in Power Quality
Harmonischen ?
Power factor?
Flicker?
TRMS (ac+dc) ?
Crest factor ?
> Krachttermen in Power Quality
Toepassing van elektronische voedingen, LED verlichting, decentrale
opwekking en andere innovatieve, besparende systemen brengt soms nare
verschijnselen met zich mee. Spontaan resetten van besturingen, stilvallen
van processen of oververhitting van bekabeling. Of het uitvallen of crashen
van computersystemen door extra nuldoorgangen, spanningspieken of
transiënten.
Power Quality, een vaag begrip met vage problemen? Inmiddels is de behoefte
aan kennis onderkend. Zo start Uneto-VNI samen met OTIB en ISSO een serie
cursussen Power Quality. Fabrikanten van meetapparatuur (waaronder KWx
met de Qualistar van Chauvin Arnoux) werken mee aan deze interessante
cursussen. Meten is daarin absoluut noodzakelijk om een inzicht te verkrijgen
in de kwaliteit van spanning en stroom en op basis daarvan een goede diagnose
te kunnen stellen.
Meten van Power Quality, enkele termen toegelicht.
Power Quality
De term Power Quality is gelijk al een term waar enige toelichting noodzakelijk
is, ‘kwaliteit van vermogen’ dekt de lading niet lekker. Vertaald in het Nederlands
is kwaliteit van de spanning en stroom de beste, met daaraan toegevoegd de
onderlinge verstandhouding tussen stroom en spanning.
Cos φ
Cos φ is geen synoniem voor Power Factor. De term Cos φ (of ook wel
Displacement Power Factor genoemd, DPF) is het verschil tussen schijnbaar
vermogen en het werkelijk vermogen waarbij alleen de verhouding in de fasen
van stroom en spanning in de grondgolf worden meegenomen.
Power Factor
Power factor (PF) is de verhouding tussen werkelijk vermogen (Watt) en het
schijnbaar vermogen (VA). Hierin is daarmee ook de vervuiling mee opgenomen
(de harmonischen). Alleen bij een puur lineaire belasting is de cos φ gelijk aan
de Power Factor.
Harmonischen
Wat zijn harmonischen? Bestaan ze echt? Harmonischen zijn de hogere
frequenties in een stroom of spanning naast de basisfrequentie. Deze worden
uitgedrukt in een veelvoud van de basisfrequentie in hele getallen. De derde
harmonische in een 50 Hz signaal is dus 150 Hz. De wiskundige theorie achter
harmonischen is afkomstig uit de Fourier analyse. Door middel van deze analyse
kan ieder periodiek signaal worden opgeschreven als de som van sinussen met
hun eigen frequentie (veelvoud van de grondfrequentie), amplitude en fase.
Harmonischen zijn heel normaal bij een niet lineaire belasting, in sommige
gevallen is het de oorzaak van storing of gevaar.
Scopebeeld van de Qualistar+
2
>
Fourier weergave van de spanning
> Krachttermen in Power Quality
De ideale sinus heeft geen harmonischen. In een scopebeeld (het tijdsdomein)
is vaak al wel te zien dat een signaal niet sinusvormig is. Maar hoeveel dan en
wat is het effect? De Fourier weergave geeft hiervoor de frequenties weer welke
op de grondgolf gesuperponeerd zijn. Dit gebaseerd op de Fourier analyse,
waarin de veelvouden van de basisfrequentie worden getoond. Hierdoor kan,
in getallen uitgedrukt, worden bepaald wat het aandeel is en wat mogelijke
effecten kunnen zijn.
Qualistar expert weergave van harmonischen
Skin effect
Een gevolg van harmonischen is het skin effect. Dit is een fenomeen waarbij
hoge (harmonische) frequenties ervoor zorgen dat de elektronen zich aan de
buitenzijde van een geleider bewegen. Hierdoor neemt de effectieve doorsnede
van de geleider af waardoor er minder stroom kan vloeien c.q. de weerstand
van de geleder hoger wordt en daarmee ook de warmteontwikkeling bij quasi
normale belasting.
Een ander goed verklaarbaar fenomeen zijn de veelvouden van 3: de 3e, 6e,
9e , … harmonischen. In een ideaal symmetrisch belast driefasen systeem
heffen de stromen elkaar op. De harmonische stromen met een veelvoud van
3 zijn een verklaring voor de belasting van de nulleider: deze zijn met elkaar
in fase en vormen een belasting van de nulleider.
Afwijking in fasehoek
Stroomtangen hebben een afwijkingen in nauwkeurigheid van de omzetting.
Onder deze afwijkingen valt ook de afwijking in fasehoek welke in sommige
gevallen met name een rol speelt in het onderste bereik van de tang. De op
een poweranalyser getoonde fasehoek kan dus afwijken van de werkelijke
fasehoek. Het is dus zaak de juiste tang toe te passen of eventueel te gaan
meten via een shuntweerstand. Als voorbeeld, veel Poweranalysers worden
standaard geleverd met flexibele stroomtangen (zoals de AmpFlex van Chauvin
Arnoux). Deze hebben in het onderste bereik een relatief grotere afwijking.
De A-fabrikanten zoals bijvoorbeeld Fluke en Chauvin Arnoux hebben om
deze redenen tangen met lage stroombereiken opgenomen, tot zelfs 5
Ampère tangen. Deze tangen met een 5 Ampère meetbereik zijn speciaal
bedoeld voor het meten aan de secundaire zijde van stroomtransformatoren.
De veiligheid wordt hiermee aanzienlijk verhoogd omdat de tangen niet in
de hoofdstroom behoeven te worden aangesloten. Hoewel de afwijking
van de tang gering is, moet echter wel rekening worden gehouden met de
afwijking van de stroomtransformator en de kleinere frequentieband van de
stroomtransformator.
MN93N
AmpFlex
C193
3
>
> Krachttermen in Power Quality
Crestfactor
Nog zo’n ‘nieuwe’ term uit de meettechniek is de Crestfactor. Dit is de
verhouding tussen de topwaarde van een golfvorm (spanning of stroom) en
de effectieve waarde (RMS waarde). In het geval van een echte ‘ouderwetse
sinus’ is deze waarde √2 (1,414). Voor schakelende voedingen ligt deze factor
vaak op 2 tot 3. Frequentieregelaars hebben globaal een crestfactor van 2.
De crestfactor wordt vaak vermeld in de specificatie van meetinstrumenten
en is een maat voor het al of niet juist kunnen meten van niet-sinusvormige
spanningen en stromen.
RMS en TRMS
RMS staat voor Root Mean Square wat in gewoon Nederlands de ‘wortel uit
het gemiddelde in het kwadraat’ betekend. De effectieve waarde van een
golfvorm dus. TRMS is een typische term uit de meetinstrumentenwereld,
soms helaas alleen maar gebruikt als marketing term. ‘True RMS’ staat voor
‘echte effectieve waarde’. Deze term is geïntroduceerd om een onderscheid te
kunnen maken in meetprincipes. Voor TRMS bestaat helaas geen eenduidige
definitie, in sommige gevallen geldt TRMS alleen voor het AC bereik. Enkele
fabrikanten voegen er daarom ter verduidelijking AC+DC aan toe, dus ‘TRMS
AC+DC’ om hiermee aan te geven dat gelijk- en wisselstroom (of spanning)
worden gemeten.
Van belang is om daarnaast ook de bandbreedte van de (T)RMS omzetting te
beoordelen op geschiktheid voor het te meten object.
Flicker
Typisch in Power Quality is de Flicker meting (lichtflikkering). Dit is het voor
het oog waarneembare effect op verlichting als gevolg van variaties in de
spanning, lichtflikkeringen of het knipperen van het licht dus.
Deze term kent twee varianten:
• PST – korte termijn van flicker, berekening van Flicker meting over een
periode van 10 minuten.
• PLT – lange termijn van flicker, berekening van Flicker meting over een
periode van 2 uur.
Flicker is van invloed op o.a. de productiviteit van personen.
Nulmeting
Nulmeting is voor tweeërlei uitleg vatbaar: meten aan de nulgeleider of een
eerste referentiemeting (meting 0) voor het vastleggen van de uitgangssituatie.
Beiden hebben een raakvlak met Power Quality.
Het meten van de stroom in de nulgeleider, ook wel nulstroom genoemd,
biedt extra informatie bij het meten van netkwaliteit. Hoewel deze stroom
door Power Analysers ook vaak berekend kan worden, biedt het inzicht in
de stroomrichting en de verdeling tussen stroom in de nulgeleider en de
stroom naar aarde. Onder nulmeting wordt ook wel verstaan de meting voor
het starten van werkzaamheden. Dus voor het aanbrengen van innovatieve
besparende verlichting eerst een meting doen. Brengt het rendement in
de energierekening wellicht extra vervuiling of belasting van nulgeleider?
Of voor het plaatsen van een machine eerst de huidige spanningskwaliteit in
kaart brengen. Is het net geschikt voor deze machine? Hiermee wordt een
dispuut over de ‘plotselinge’ problemen na plaatsen van nieuwe machines of
installatiedelen mogelijk voorkomen.
4
>
●
●
EMC
Hoge blindstroom
●
●
●
Procesonderbrekingen
●
●
Fysieke schade
●
●
●
●
Oververhitting en geluidsoverlast
●
Storingen in motoren
●
●
Afwijkende motortrillingen / geluiden
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
Storing in elektronica
●
●
●
●
●
Storing in vermogenselektronica
●
●
●
●
●
Onderbrekingen motoraandrijving
Willekeurig aanspreken beveiligingssystemen
●
Frequentie variatie
●
Spanningsgolf
Korte onderbrekingen
Micro onderbrekingen
Homopolaire harmonischen
Interharmonischen
Harmonischen
Atmosferische ontladingen
Overspanning
●
Driefasige onbalans
Willekeurig stoppen van processen
●
Defect installatiecomponent
●
HF pieken
Processen verlopen onregelmatig
Onderspanning
Flicker
Symptomen
Spanningsverlies
Oorzaken
Lange en zeer lange onderbrekingen
> Symptomen en oorzaken in Power Quality
●
●
●
●
●
●
●
Onverwacht aanspreken beveiligingssystemen
●
●
●
Geblokkeerde beveiligingssystemen
Vlambogen
Problemen met monitoren
●
●
●
●
●
●
Problemen met radiocommunicatie
●
Computer en telefoon interferentie
●
Beschadiging van elektronische kaarten
●
Beschadiging computer hardware
●
Knipperende verlichting
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
Elektrocutie
●
●
Brand door elektrische oorzaak
●
●
●
© KWx BV, 2009. Wijzigingen en onjuistheden voorbehouden.
5
>
> KWx MeterCare
Wat is MeterCare?
Vaste doorlooptijden: afspraak is afspraak
Het begrip MeterCare is de verzamelnaam
voor kalibratie en tijdige herkalibratie van uw
meetinstrumenten. MeterCare van KWx neemt de
zorg betreffende kalibratie en de bewaking van de
door u gestelde kalibratie-interval uit handen. Deze
kalibratieservice wordt uitgevoerd door KWx.
Natuurlijk wenst u een korte doorlooptijd.
Met MeterCare verzekert u zich hiervan: vanaf
datum ontvangst sturen wij binnen 5 werkdagen uw
instrument(en) gekalibreerd retour. Hiervoor dient
u wel vooraf een afspraak te maken. En als we de
5 dagen overschrijden? Voor elke extra werkdag
brengen wij 5% op de kalibratieprijs in mindering.
Merk onafhankelijk
Indien technische gegevens beschikbaar zijn wordt
elk gerenomeerd merk gekalibreerd. KWx beschikt
over diverse procedures van onder andere : ABB,
Amprobe, BBC, Chauvin Arnoux, Gossen Metrawatt,
Hioki, Fluke, Keithley, Kyoritsu, Lem, Norma, Megger
en Nieaf Smitt.
Maximale zekerheid
Ons kalibratielaboratorium hanteert de EN 17025
kalibratienorm. KWx is gecertificeerd volgens de
NEN ISO 9001:9002 standaard. Voor elk type test
en/of meetinstrument is een standaard procedure
ontwikkeld. Eventuele reparaties worden natuurlijk
uitgevoerd
met
originele
fabrieksonderdelen.
Op vervangen onderdelen geven wij 6 maanden
garantie. Indien gewenst wordt het instrument
voorzien van de laatste product upgrades en NEN
3140 beproefd.
Geen verassingen: vaste tarieven
Met MeterCare bent u zeker van vaste vooraf
bekende tarieven. Mocht tijdens kalibratie blijken
dat het instrument niet goed is ontvangt u vooraf
geheel vrijblijvend een kostenopgave.
Uniek: gratis onderzoek
MeterCare gebruikers genieten van een extra
voordeel. In het geval dat uw meetinstrument een
storing vertoont onderzoeken wij deze, zonder
hiervoor onderzoekskosten in rekening te brengen.
U krijgt vervolgens keurig een advies met eventueel
een vrijblijvende prijsopgave. Vervolgens is de
beslissing aan u.
MeterCare kalibratieoproep
Om u de zorg voor uw meetapparatuur uit handen
te nemen worden alle van MeterCare voorziene
meetinstrumenten opgenomen in de MeterCare
database. Hierin worden alle essentiële gegevens
van uw meetinstrumenten bewaakt. U krijgt als
gebruiker 1 maand vóór het verstrijken van de
afgesproken termijn een oproep om het instrument
te laten kalibreren. Deze oproepservice is gratis!
6
>
Contact
Telefoonnummer :
+31 (0)186 633604
E-mail adres:
[email protected]
Experts in solutions
www.kwx.eu
>
> Adresgegevens
Nederland
België KWx BV
KWx BVBA Christiaan Huygensstraat 5
Prins Boudewijnlaan 30/6
3261 LR Oud-Beijerland
2550 Kontich
Nederland
België
Postbus 1560
3260 BB Oud-Beijerland
Nederland
Abu Dhabi
Safar-KWx Electrical Services
PO Box 43284
Abu Dhabi
UAE
Nederland
België Abu Dhabi
T > Algemeen
+ 31 (0)186 63 36 00
+32 (0) 3 450 78 00
+971 (0) 2 5540606 / +971 (0) 50 8543074
T > Explosieveilig
+ 31 (0) 186 63 36 00
+32 (0) 3 450 78 01
T > Vermogenselektronica
+ 31 (0) 186 63 36 02
+32 (0) 3 450 78 02
T > Test-en meetinstrumenten
+ 31 (0) 186 63 36 03
+32 (0) 3 450 78 03
T > MeterCare
+ 31 (0) 186 63 36 04
Fax > Algemeen
+ 31 (0) 186 63 36 05
+32 (0) 3 450 78 05
+971 (0) 2 5540601
E-mail
[email protected] [email protected] [email protected]
[email protected]
[email protected]
Website > www.kwx.eu
www.kwx.nl
www.kwx.be
[email protected]
www.safar-kwx.com