Pressmeddelande -

Elkvalitetsproblem – Spänningsobalans

I denna del av vår serie om elkvalitetsproblem tittar vi på konsekvenser av spänningsobalans.

Spänningsobalans är inte ett elkvalitetsproblem i den meningen att det är dålig kvalitet på elförsörjningens sinusvåg eller storleken och antalet övertoner och transienter. Men spänningsobalans har ändå avgörande betydelse för elkvaliteten.

I ett balanserat 3-fassystem är alla spänningar lika stora och var och en av de tre faserna har 120 graders vinkel från varandra.

Följaktligen så har ett obalanserat 3-fassystem inte samma nivå på de olika fasspänningarna. Dessutom är avståndet mellan de 3-faserna inte heller 120 grader från varandra.

Spänningsobalans orsakas av stora en-fasbelastningar som induktionsugnar olika drivsystem och andra stora induktiva laster som drar en hög ström på fasen den är ansluten till och som inte uppstår på de två andra faserna. En del utrustning kan också kopplas in mellan två faser så att ström huvudsakligen bara dras på två av de tre faserna. Oavsett vilket så orsakar detta att de högre belastade faserna får ett större spänningsfall vilket då minskar spänningen på dessa faser (eller en av faserna) för den utrustning som är ansluten till samma strömförsörjning.

En ojämn fördelning på faserna av flera mindre enfasbelastningar på ett 3-fassystem kan ibland också vara tillräckligt illa för att orsaka försämring av balansen mellan spänningsfaserna. Detta inträffar oftare med tiden allteftersom ytterligare utrustning läggs till efter det att den elektriska installationen ursprungligen konstruerats och balanserats. Denna ojämna försämring eller fel på en eller flera kondensatorbatterier kan även de orsaka obalans av spänningen. Tillfälliga spänningsobalanser kan dessutom orsakas av flera andra fel på någon av faserna antingen inom den egna elanläggningen eller längre ut i elförsörjningsnätet.

Att ha balanserade fasspänningar är utan tvekan ett av de viktigaste kraven för en industriell installation särskilt om denna innehåller 3-fasmotorer och är då helt avgörande om motorerna arbetar med eller nära sin fulla belastningskapacitet.


Obalanserade spänningar som ansluts till en motor kan orsaka en obalans av fasströmmen på upp till 10 gånger den procentuella spänningsobalansen, vid en fullastad motor. Följaktligen måste en motor som drivs av en obalanserad elförsörjning klassas ner i effekt med betydande minskning av tillgängliga belastningar redan vid relativt liten obalans av spänningen. Obalansen kan också medföra att man blir tvungen att omklassa elkablarna på grund av ökade I2R förluster i kablaget.

Enligt IEC definieras spänningsobalans som förhållandet mellan negativ sekvensspänning och positiv sekvensspänning. Kort förklarat så kan de tre fasspänningarna uttryckas matematiskt som en summa av positiva, negativa och nollsekvenskomponenter. Positiva sekvensspänningar skapar flöde i den riktning som motorn är avsedd att rotera åt medan negativa sekvensspänningar roterar i motsatt riktning. Detta skapar ett flöde i motsatt riktning men eftersom de positiva sekvensspänningarna alltid är mycket större än de negativa sekvensspänningarna så påverkas inte motorns rotationsriktning.

Enligt normen IEC-60034 finns gränsvärden definierade för negativ fasföljdsspänning på max 1 % för utrustning och maskiner som används för elförsörjning.
Det motroterande negativa sekvensflödet orsakat av negativa sekvensspänningar skapar extra uppvärmning i motorlindningarna och kommer så småningom att leda till isolationsbrott och för tidiga motorfel. En kontinuerlig drift vid +10 °C över den normala rekommenderade driftstemperaturen kan minska elmotorns livslängd med en faktor två. Uppenbart så är en förkortad livslängd både enormt störande och dyrt. Bevisligen finns det därför också uppenbart många företag som utvecklar och tillverkar specifika produkter för övervakning av spänningsobalans för att skydda motorer.

Förutom själva motorerna så innehåller många motorstyrenheter och växelriktare även komponenter som är särskilt känsliga för spänningsobalans. Beroende på produkt så kan några av dessa komponenter skydda sig själva och motorn i händelse av spänningsobalans genom att vägra fungera. För mindre sofistikerade produkter som frontdioder och busskondensatorer så är reducerad livslängd ett vanligt resultat av spänningsobalans.

UPS, flerfasomvandlare och strömförsörjning till växelriktare fungerar också med reducerad effektivitet när de utsätts för spänningsobalans från matningen vilket i sin tur också skapar oönskat rippel på deras DC-sida och i många fall också skapar ökade övertonsströmmar på matningen.

Mätningar av obalans på spänningar och lastströmmar kan enkelt utföras med en portabel effekt- och energilogger och därigenom enkelt identifiera eventuella problem.

Med en energilogger ansluten till inkommande matning, kan belastningen över faserna för hela installationen mätas och övervakas över tid för att se hur driften kan variera under en normal arbetsdag eller arbetsvecka. Dessa energiloggrar kan också enkelt flyttas runt i hela installationen och anslutas utan att avbryta eller störa driften. För att slutligen uppnå balans genom hela installationen så kan de användas för att mäta individuell utrustning eller en specifik krets och dess spänningar. Därefter så ansluts energiloggern till den inkommande matningen igen för kontinuerlig övervakning.

Förutom spänningsobalansmätning och övervakning av nominell spänning och ström kan även mätning och övervakning av andra elkvalitetsparametrar inklusive effektfaktor och övertoner göras.

Det finns två försiktighetsåtgärder för att minska orsaker av spänningsobalans.
För det första är det att använda separata kretsar för stora enfasbelastningar och ansluta dem så nära punkten för den inkommande matningen som möjligt. Detta kommer att säkerställa att belastningen inte orsakar ett spänningsfall på någon ledning som används av annan utrustning som skulle kunna utsättas för detta spänningsfall.
För det andra se till att alla enfasbelastningar stora som små är jämnt balanserade över alla tre faserna.

Ämnen

  • Miljö, energi

Kategorier

  • energieffektivisering
  • effektmätning
  • energikonsumtion
  • spänningsobalans
  • chauvin-arnoux
  • energimätning
  • spara energi
  • övertonsmätning
  • nätverksanalysatorer
  • energilogger
  • logga energi

Internationellt är vi ett världsomspännande nätverk av 10 dotterbolag med 1000 anställda. Våra varumärken är Chauvin-Arnoux, Metrix, CA Energy, Pyro-Côntrole och Multimetrix. Naturligtvis är vi ISO9001 och ISO14001 certifierade.  Vi kalibrerar även kraftinstrument och elektriska mätinstrument, både spårbart och ackrediterat.

Se mer om oss på vår hemsida www.chauvin-arnoux.se

Relaterat innehåll

  • Elkvalitetsproblem - Spänningstoppar och spänningsfall

    Som en fortsättning på tidigare artikeln från oss på CA Mätsystem AB, om problem med övertoner i elektriska installationer så fortsätter vi med att beskriva symptom och effekter orsakade av spänningstoppar och spänningsfall i elnätet samt olika åtgärder som man kan vidta för att minimera dessa problem.

  • Reaktiv effekt – el som inte används!

    Företag som specialiserat sig på att förbättra el- och energikvalitet säger att det blir allt vanligare med problem orsakade av hög reaktiv effekt och låg effektfaktor inom många olika verksamheter. Att spara några procent på sina elräkningar genom att förhandla om bättre energipriser verkar enkelt att göra. Men många förbrukare av el saknar det som krävs för att bli mer ”eleffektiva”.

  • Smidig energiövervakning med PEL

    PEL kan du använda på flera ställen i din installation. Enkelt om du vill övervaka vissa delar av en förbrukare eller en hel matning. När du vill använda den någon annanstans kan du flytta den. Förmodligen det mest kostnadseffektiva sättet att få en tillfällig eller permanent loggningslösning för att kunna minska din energiförbrukning och därigenom sänka dina kostnader.

  • Ny energilogger med elmotortest samt Wi-Fi och 3G-kort

    3-fas energilogger som mäter och lagrar ström, spänning, energi och alla effekter. En lättanvänd och flyttbar mätutrustning för mätning och övervakning utan att bryta strömkretsen både för kort- och lång tid. Larm samt automatiska rapporter kan sändas som e-mail. Med elmotortestfunktion samt upp till 8 analoga externa ingångar.

  • Startströmmar

    Belysningen flimrar och blinkar, jordfelsbrytare som löser ut utan någon särskild anledning och IT-utrustning som plötsligt slutar att fungera. Vad är det som händer? Det kan finnas många orsaker men en förvånansvärd vanlig orsak till dessa problem är höga startströmmar.

  • Ta de första stegen för att bli energieffektiv!

    Energieffektiviseringsarbetet börjar med en energikartläggning. Energikartläggningen ska ge förslag på kostnadseffektiva åtgärder som företag och organisationer kan göra för att minska sina kostnader, minska sin energianvändning och öka sin energieffektivitet.

  • Vikten av att energieffektivisera

    Energikartläggningen är ett första steg i att komma igång. Den visar på energianvändningen och identifierar åtgärdsförslag som kan hjälpa dig att använda energi mer effektivt.

  • Stigande energipriser driver på energieffektiviseringen

    Det finns både ekonomiska och miljömässiga fördelar med att minska sin energiförbrukning i elektriska installationer genom mätning, identifiering och åtgärder av en mängd olika elkvalitetsproblem.

  • Elövertoner - det dolda hotet

    Stämmer det att övertoner är något som bara skapar problem i stora industriella installationer? – Nej, här förklarar vi hur övertoner kan skapa problem i alla typer av elektriska installationer, inklusive vanliga hushållsinstallationer.

  • Elkvalitetsproblem - Transienter och störningar

    I denna artikel tar vi upp olika problem som kan uppstå av högfrekventa störningar och transienter eller ”spikar” som de ibland kallas. Problem som kan orsaka såväl irritation som allvarliga och kostsamma skador i elektriska installationer och på elektrisk utrustning. Vi beskriver också hur man enkelt kan skydda sig eller helt ta bort dessa problem.

  • Se till att dina energimätningar har högsta klass!

    Dålig elkvalitet kan leda till ineffektiv och eventuellt att elsäkerheten äventyras av ditt elektriska system. Det kan även orsaka skador på din anslutna utrustning. Därför är det allt viktigare att inte bara mäta och övervaka elkvaliteten utan också vara säker på att mätningarna är tillförlitliga och har utförts enligt standard.

  • Elkvalitetsproblem Reaktiv effekt och effektfaktor

    Precis som de elkvalitetsproblem vi beskrivit i tidigare artiklar och som orsakas på grund av obalans i spänningen, övertoner och transienter orsakar reaktiv effekt och låg effektfaktor inte problem i samma mening. Men reaktiv effekt och låg effektfaktor har en särskilt avgörande betydelse för en anläggnings elektriska energiförbrukning och dess effektivitet.

  • Energilogger - nödvändigt för att kartlägga energikostnader.

    Om du är inne på att sänka dina energikostnader så ska du definitivt överväga att köpa en portabel energilogger. Följ våra råd för att välja en energilogger som är mångsidig och enkel att använda. En som hjälper dig att få möjligheter till energibesparingar.

  • Elkvalitet - Ignorera övertoner på egen risk

    I tidigare artiklar om elkvalitet har vi skrivit om generell fakta i ämnet övertoner. Vi har beskrivit vad övertoner är, var de kommer ifrån och i generella termer varför de har så stor betydelse för elkvaliteten. Den här gången går vi in på fler detaljer om övertoner och de problem som de kan orsaka.

  • Energieffektivisering - Mät och spara pengar

    Redan innan energipriserna skenade i väg så kunde företag dramatiskt minska sina elräkningar genom att låta analysera energianvändningen för att finna enkla förbättringsåtgärder. Här beskriver vi ett exempel från en stor fruktgrossist som har lyckats kapa sina elräkningar med hälften.

  • Elkvalitetsmätning i praktiken

    Att få problem med elförsörjningen i ett datacenter kan bli både dyrbart och medföra långtgående konsekvenser. Därför förses alltid datacenter med reservkraftkällor som avbrottsfri strömförsörjning (UPS) och reservgeneratorer. Men trots dessa reservsystem så kan inte kvaliteten på strömmen genererad av dessa vara tillräcklig för att säkerställa korrekt drift under samtliga förhållanden.

  • Loggning av energi och effekt

    Genom att övervaka ström- och energianvändningen i en anläggning eller i en installation så kan man ofta identifiera dolda problem som påverkar både drift- och miljökvaliteten. Dessutom kan man lokalisera oönskade orsaker till högre energikostnader samt finna orsakerna till återkommande reparationer och utbyten av trasig elutrustning.

  • Spara energi och pengar

    Sänk din energiförbrukning, här är fyra potentiellt lönsamma förslagenergimätningar, kontrollera balansen på laster, effektfaktoranalyser och övertonsmätningar.

  • Att dimensionera rätt säkring i en elanläggning

    Att installera en alltför överdimensionerad strömförsörjning i en elanläggning kommer högst sannolikt att bli oekonomiskt. Men genom att installera en alltför underdimensionerad strömförsörjning så kommer den heller inte att bli tillförlitlig.

Fyll i din epostadress för att följa CA Mätsystem AB

När du väljer att skapa ett konto och följa ett nyhetsrum kommer dina personuppgifter behandlas av oss och av ägaren av nyhetsrummet för att du ska kunna motta nyheter och uppdateringar enligt dina bevakningsinställningar.

För att läsa mer om detta, var vänlig läs vår Integritetspolicy som berör vår behandling av dina personuppgifter, och Integritetspolicy för Contacts som berör behandlingen av dina personuppgifter från ägaren av nyhetsrummet du följer.

Vänligen notera att våra Användarvillkor gäller alla våra tjänster.

Du kan dra tillbaka ditt samtycke när som helst genom att avregistrera dig eller genom att ta bort ditt konto.
Kolla din inkorg

Mejl skickat till __email__. Klicka på länken i mejlet för att följa CA Mätsystem AB.

Okej