Power Quality

De beoordeling van frequentieafwijkingen gebeurt op basis van 10-seconden gemiddelden van de netfrequentie.
Bij de grenswaarden voor de toegestane frequentieafwijking wordt onderscheid gemaakt tussen synchrone netten (± 1 % = 0,5 Hz) en eilandnetten (± 2 % = 1 Hz).

Oorzaken van sterke frequentieafwijkingen zijn plotselinge uitschakelingen van grote belastingen of opwekkingsinstallaties.
Een te grote frequentieafwijking kan leiden tot het verlies van synchronisatie van motoren en generatoren en deze daardoor beschadigen.

In de context van stroomkwaliteit wordt een plotselinge daling van de effectieve spanningswaarde van een of meer fasen tot onder 90 % van de nominale waarde aangeduid als een spanningsdip. De duur van een dergelijke gebeurtenis ligt tussen 10 ms en een minuut.
Oorzaken voor spanningsdalingen kunnen enerzijds inschakelstromen van motoren of andere belastingen zijn, die via de netimpedantie een spanningsval veroorzaken. Verder kunnen spanningsdalingen ontstaan door kortsluitingen vanuit het bovenliggende net (vooral vaak in het middenspanningsnet). Oorzaken hiervan zijn grondwerkzaamheden, kortsluitingen in bovengrondse leidingen of veroudering van kabels.

Erklärung der Begriffe:
Extremwert: Tiefster Wert der 10ms-Spannung während des Ereignisses [V]
Dauer: Zeitunterschied zwischen Verlassen und Wiederkehr in den Nennbereich der Spannung [ms]

In de context van stroomkwaliteit wordt een plotselinge, tijdelijke stijging van de effectieve waarde van de spanning boven een vastgestelde drempelwaarde op een bepaald punt in het elektriciteitsnet beschouwd als een spanningspiek. De grenswaarde in EN 50160 bedraagt +10 % van de overeengekomen fase-fase-spanning voor middenspanning. Voor laagspanning wordt de grenswaarde altijd vastgesteld op de geleider/neutrale-spanning volgens EN 50160.

Die Ursachen für Spannungsüberhöhung sind beispielsweise durch Abschalten von großen Lasten (z.B. ein großer Motor) zu suchen.

Erklärung der Begriffe:
Extremwert: Größter Wert der 10ms-Spannung während des Ereignisses [V]
Dauer: Zeitunterschied zwischen Verlassen und Wiederkehr in den Nennbereich der Spannung [ms]

Verhouding tussen alle effectieve waarden van de harmonischen en de effectieve waarde van de grondfrequentie. De waarde (THD – Total Harmonic Distortion) geeft de totale vervorming door niet-lineaire verbruikers aan.

Oorzaken:
Door niet-lineaire belastingen in het voedingsnet kunnen er vervormingen van de sinusvorm van de spanning in het net optreden. Afhankelijk van het type belasting komen bepaalde veelvouden van de netfrequentie (harmonischen) bijzonder sterk naar voren.

Bij driefasige verbruikers zoals synchrone/asynchrone motoren of B6-gelijkrichters treden bijvoorbeeld bijzonder sterke vervormingen van de 5e en 7e, evenals de 11e en 13e harmonische op. Bij eenfasige belastingen in de laagspanning zijn vaak de veelvouden van 3 betrokken (15e, 21e, 27e).

Een vervorming van een harmonische wordt geregistreerd als een PQ-gebeurtenis wanneer het 10-minuten gemiddelde van de grootheid boven de door de norm gedefinieerde grens ligt. In het PQ-incident worden de orde van de harmonische en de overschrijding van de grenswaarde in % aangegeven.

Te hoge niveaus van spanningsharmonischen kunnen leiden tot storingen, oververhitting en uitval van elektrische apparatuur, evenals tot verhoogde ruisontwikkeling.

Norm
In EN 50160 zijn de niveaus van alle harmonischen tot en met de 25e afzonderlijk vastgelegd en gelden er verschillende grenswaarden voor de verschillende spanningsniveaus, van laagspanning via middenspanning tot hoogspanning. De THD is in EN 50160 vastgesteld op een compatibiliteitsniveau van 8 %.

Snelle spanningsveranderingen (Engels: Rapid Voltage Change, RVC) komen relatief vaak voor in het elektriciteitsnet en worden voornamelijk veroorzaakt door belastingsveranderingen in installaties van klanten en door schakelhandelingen in het net.

Het power-quality-gebeurtenis van de snelle spanningsverandering wordt gekenmerkt doordat de netspanning van een stationaire toestand overgaat naar een andere stationaire toestand.

Bij deze gebeurtenis worden de duur van deze overgang, de maximale spanningsafwijking tijdens de overgang en de stationaire verandering van de spanning geregistreerd.

Snelle spanningsveranderingen hebben doorgaans geen grote gevolgen voor elektrische apparatuur. Veel RVC-gebeurtenissen kunnen echter leiden tot een stijging van het flikkerniveau.

De flikkering is een maat voor de sterkte van periodieke spanningsschommelingen in het elektriciteitsnet, die leiden tot een visueel waarneembare verandering in de lichtsterkte van elektrische verlichtingsmiddelen.
Met behulp van de flikkermeetmethode volgens DIN EN 61000-4-15 worden deze schommelingen berekend als een dimensieloze grootheid en gemiddeld over twee tijdsintervallen via een gewogen gemiddelde. De kortetermijnflicker Pst (Engels: perceptibility short-term) wordt berekend in een interval van 10 minuten, de langetermijnflicker Plt (Engels: perceptibility long-term) in een meetinterval van 2 uur.

Oorzaken
Oorzaken voor een verhoogde flickerwaarde zijn meestal periodieke vermogensschommelingen in het net bij een hoge netimpedantie (zwak net). Verder kunnen hoge harmonische stromen en interferenties tussen belastingen leiden tot een overschrijding van de flicker-grenswaarde.
Bij power quality-gebeurtenissen zoals kortstondige over- of onderspanningen (dip/swell) wordt de flicker-grenswaarde van de betreffende spanningen ook zeer vaak overschreden. In dit geval kunnen de flicker-gebeurtenissen worden genegeerd.

De spanningsasymmetrie is een maatstaf voor de ongelijkmatige belasting van een driefasensysteem. Dit kan zich uiten in een verschil in amplitude ΔU tussen de afzonderlijke fasen of in een fasehoekverschil Δϕ van minder dan 120° tussen de spanningen op de buitenleidingen.

Voor de berekening van de spanningsasymmetrie worden de 10-minuten gemiddelden van de symmetrische componenten van het gemeten spanningssysteem gebruikt. De waarde voor de asymmetrie [%] wordt daarbij berekend uit de verhouding tussen het tegensysteem en het medesysteem.

Oorzaken
Problemen met de symmetrie van het driefasensysteem doen zich vooral voor in laagspanningsnetten en worden veroorzaakt door ongelijkmatig verdeelde een- en tweefasige verbruikers en opwekkingsinstallaties.

In midden- en hoogspanningsnetten kunnen asymmetrieën ontstaan door smeltovens of verdraaide transmissielijnen.

Betekenis voor de EN 50160-evaluatie
In de EN 50160-norm bestaan geen grenswaarden voor het aantal gevallen van spanningsasymmetrie. Er wordt alleen gekeken naar de weekstatistiek van de gemeten spanningsasymmetriewaarden met intervallen van 10 minuten. De grenswaarde ligt doorgaans bij 2 %.

Een stroomonderbreking wordt gekenmerkt door het feit dat de spanning op alle fasen daalt tot minder dan 5 % van de nominale waarde.

Er wordt onderscheid gemaakt tussen geplande en ongeplande stroomonderbrekingen in een bepaald gebied, kortstondige onderbrekingen (tot 3 minuten) en langdurige onderbrekingen (meer dan 3 minuten).

Oorzaken voor onderbrekingen kunnen externe invloeden zijn, zoals schade aan de transmissielijn door natuurrampen, of geplande schakelhandelingen of het in werking treden van beveiligingen.