Wat is spanningsbewaking in openbare en industriële elektriciteitsnetten en hoe werkt dit?
Definitie van spanningsbewaking
Spanningsbewaking verwijst naar de continue controle van de spanning in elektrische netten om ervoor te zorgen dat deze binnen vastgestelde tolerantielimieten blijft. De officiële definitie volgens de norm DIN VDE 0108-100 luidt: “Spanningsbewaking is de continue controle van de spanning in elektrische netten om afwijkingen van de vastgestelde grenswaarden te detecteren en passende beschermingsmaatregelen te nemen.” Volgens de definitie van de VDE-norm dient spanningsbewaking om “de kwaliteit en stabiliteit van de energievoorziening te waarborgen en de bescherming van elektrische apparaten en systemen te verzekeren”. Deze bewaking is cruciaal voor de veilige en efficiënte werking van elektrische systemen.
De noodzaak van spanningsbewaking
Spanningsbewaking is zowel in openbare als in industriële energienetwerken noodzakelijk om de bedrijfszekerheid en efficiëntie ervan te waarborgen. In openbare energienetwerken zorgt de netbewaking ervoor dat huishoudens, openbare instellingen en grootverbruikers betrouwbaar van stroom worden voorzien. In industriële energienetwerken, met name bij machines en installaties, is spanningsbewaking cruciaal voor een storingsvrije en economische werking. Hierbij speelt fasebewaking een belangrijke rol om ervoor te zorgen dat alle fasen gelijkmatig worden belast en er geen fase-onbalansen optreden.
Risico's en nadelen zonder spanningsbewaking
Zonder spanningsbewaking kunnen er verschillende risico's en nadelen optreden:
- Overbelasting van apparaten: Elektromotoren en andere elektrische apparaten kunnen door onderspanning worden overbelast, wat tot schade of vroegtijdige slijtage leidt.
- Schade door overspanning: Apparaten kunnen door overspanning worden beschadigd of vernield, bijvoorbeeld door een defecte regeling van generatoren in eilandbedrijf.
- Bedrijfsonderbrekingen: Een gebrekkige spanningsbewaking kan leiden tot ongeplande uitval en onderbrekingen, wat met name in industriële processen hoge kosten en productiviteitsverlies tot gevolg heeft.
Resultaten en aanbevelingen voor verdere actie op basis van de analyse/meting
De analyse en meting van de spanningsbewaking kan verschillende resultaten opleveren:
- Normale spanning: Geen actie vereist, aangezien de spanning binnen de aanvaardbare en normconforme grenzen ligt.
- Onderspanning en overspanning: Bij onderspanning kunnen maatregelen zoals het verminderen van de belasting of het uitschakelen van niet-kritische verbruikers worden aanbevolen om de spanning tijdelijk te stabiliseren. Maatregelen tegen overspanning kunnen bestaan uit het gebruik van overspanningsbeveiligingen of het aanpassen van de regelingen van generatoren. Op het gebied van laagspanning in het distributienet biedt het »LVRSys®-laagspanningsregelsysteem« een flexibele oplossing voor spanningsproblemen en wordt wereldwijd door klanten gebruikt als een economisch en snel beschikbaar alternatief voor leidinguitbreiding. Klik hier voor meer informatie.
- Fase-onbalans: Kan wijzen op een ongelijkmatige belastingverdeling en vereist mogelijk een herverdeling van de belasting of een fasecorrectie.
Verschil tussen onderspanningsbewaking en overspanningsbewaking
De onderspanningsbewaking heeft betrekking op het detecteren van spanningsschommelingen die onder het vastgestelde niveau liggen. De overspanningsbewaking daarentegen registreert spanningsschommelingen die boven het vastgestelde niveau liggen. Beide hebben tot doel de spanning binnen de normconforme spanningstolerantie te houden en zo de leveringszekerheid voor energiebedrijven en hun afnemers te waarborgen. De continue spanningsbewaking met onze vast geïnstalleerde PQ-netanalysatoren biedt EVU's en grote verbruikers, zoals industriële bedrijven, bovendien de mogelijkheid om de leveringskwaliteiten of kwaliteitsafspraken inzake spanningskwaliteit tussen energieleverancier en klant te bewaken, te registreren en beschikbaar te stellen voor evaluatie of opslag. De moderne en uiterst nauwkeurige spanningskwaliteitsmeters van A. Eberle zijn volgens de norm IEC 61000-4-30 Ed. 3 gecertificeerd als meetapparatuur van »klasse A«. Deze norm definieert geschikte meettechniek en meetmethoden om vergelijkbare en reproduceerbare meetresultaten te verkrijgen. Meetgegevens van meetapparatuur van klasse A worden ook wel “rechtsgeldig” genoemd, omdat deze een zeer hoge meetnauwkeurigheid en EMC (Elektromagnetische Verträglichkeit) hebben en alleen meten wat er daadwerkelijk in het net gebeurt.
Spanningsbewaking voor verschillende spanningsniveaus
- 12V-spanningsbewaking: Wordt vaak gebruikt in besturingscircuits en gelijkstroomcircuits. Het biedt bescherming tegen onder- en overspanning om gevoelige elektronica te beschermen.
- Spanningsbewaking 24 V: Vergelijkbaar met 12 V-systemen, maar wordt vaak gebruikt in industriële besturings- en automatiseringssystemen.
- Spanningsbewaking 230 V: Geschikt voor huishoudelijke apparaten en eenfasige industriële toepassingen. Hier biedt de bewaking bescherming tegen spanningsschommelingen in het openbare elektriciteitsnet.
- Spanningsbewaking 400 V (driefasig): Belangrijk in driefasige industriële netten. Bewaakt alle drie de fasen in een driefasig net. Dit is cruciaal om fase-onbalansen te detecteren en te corrigeren. Zorgt ervoor dat machines en installaties stabiel en veilig kunnen worden gebruikt.
Instelbare spanningsbewaking
Instelbare spanningsbewaking maakt het mogelijk om de bewakingsgrenzen flexibel aan te passen aan de specifieke eisen van het betreffende systeem. Dit is met name nuttig in complexe industriële omgevingen, waar verschillende apparaten en machines uiteenlopende spanningsvereisten hebben. Daarom biedt instelbare spanningsbewaking de mogelijkheid om individuele beveiligingsmechanismen voor verschillende toepassingen te configureren en zo een hogere betrouwbaarheid en efficiëntie van de fasebewaking en netbewaking te bereiken.
Fasebewaking
De fasebewaking omvat het bewaken van de spanning en de fasehoek in driefasige systemen. Dit zorgt ervoor dat alle fasen in evenwicht zijn en voorkomt zo schade door faseverlies of -onbalans. Een effectieve driefasige netbewaking is van cruciaal belang om de stabiliteit en efficiëntie van complexe industriële netwerken te waarborgen.
Netbewaking volgens DIN VDE 0126-1-1
Netbewaking volgens DIN VDE 0126-1-1 zorgt ervoor dat zowel openbare als industriële energienetten veilig, betrouwbaar en efficiënt functioneren door de spanning en de fasehoek continu te bewaken en indien nodig beveiligingsmaatregelen in te schakelen.
Spanningsbewaking in een notendop
De spanningsbewaking is een essentieel onderdeel van de energievoorziening, zowel in openbare als in industriële netwerken. Het zorgt voor een veilige en efficiënte werking van apparaten en installaties en beschermt tegen de risico’s en nadelen van spanningsafwijkingen. De bewaking kan op verschillende spanningsniveaus en fasen worden toegepast om een uitgebreide netwerkbewaking te garanderen. Het naleven van de relevante normen, zoals DIN VDE 0126-1-1, is daarbij van groot belang om de veiligheid en betrouwbaarheid van de stroomvoorziening te waarborgen.
Welke meetapparatuur is er nodig voor spanningsbewaking?
Functies van meetapparatuur voor spanningsbewaking
Meetapparatuur voor spanningsbewaking moet aan verschillende essentiële functies voldoen om een effectieve en betrouwbare bewaking van de spanning in energienetwerken te garanderen. Hieronder volgen de belangrijkste functies in detail:
- Overspannings- en onderspanningsbewaking: Dit is een kernfunctie die ervoor zorgt dat de spanning binnen vooraf gedefinieerde grenswaarden blijft. Een spanningsbewakingsrelais reageert op afwijkingen en beschermt de aangesloten apparaten tegen schade door overspanning of onderspanning. Onderspanningsrelais en overspanningsrelais zorgen ervoor dat apparaten worden beschermd tegen onderspanning (bijv. onderspanningsrelais 12V, onderspanningsrelais 24V, onderspanningsrelais 230V, onderspanningsrelais 400V) en overspanning worden beschermd.
- Fasebewaking: Fasebewakingsrelais bewaken de spanning en de fasenstand in driefasige systemen. Dit is cruciaal voor het evenwicht en de correcte werking van machines. Een 3-fasenbewakingsrelais of een fasebewakingsrelais 400 V zorgt ervoor dat alle fasen in balans zijn en dat er geen fasen uitvallen.
- Asymmetriecontrole: Deze functie controleert de symmetrie van de spanningen in de fasen. Asymmetrieën kunnen leiden tot inefficiënte werking en mogelijke schade.
- Fasevolgorde-bewaking: De functie van het fasebewakingsrelais zorgt ervoor dat de volgorde van de fasen correct is, wat essentieel is voor de werking van draaistroommotoren.
- Frequentiebewaking: Deze functie bewaakt de netfrequentie en zorgt ervoor dat deze binnen het voorgeschreven bereik blijft.
- Nulleiderbewaking: Bewaakt de spanning in de nulleider om ervoor te zorgen dat er geen te hoge spanningen optreden.
- Instelbare drempelwaarden: Met een instelbare spanningsbewaker kunnen de bewakingsgrenzen flexibel worden aangepast aan de specifieke eisen van het betreffende systeem.
Belangrijke normen op het gebied van spanningsbewaking
Er zijn verschillende normen en voorschriften die van toepassing zijn op het gebied van „spanningsbewaking“. Deze normen dienen om de volgende criteria te definiëren en aan te tonen:
- Kwaliteit/aanvaardbaarheidsniveaus van spanningen en stromen in openbare en industriële elektriciteitsnetten
- Geschiktheid van meetapparatuur voor spanningsbewaking en/of analyse van de stroomkwaliteit
- Geschiktheid van meetprocessen voor spanningsbewaking en/of analyse van de stroomkwaliteit
Hieronder gaan we kort in op de belangrijkste normen:
DIN EN / IEC 61000-2-X en soortgelijke normen: compatibiliteitsniveaus (voor spanningen) in het elektriciteitsnet
- DIN EN 61000-2-2 | IEC 61000-2-2: Beschrijft de elektromagnetische compatibiliteit (EMC) op het aansluitpunt in het openbare laagspanningsnet (PCC). Hierin zijn compatibiliteitsniveaus tot 150 kHz vastgelegd.
- DIN EN 61000-2-4; klasse 1 / 2a / 2b / 3 | IEC 61000-2-4; klasse 1 / 2a / 2b / 3: Van toepassing op interne aansluitpunten (IPC) in laag- en middenspanningsnetten tot 35 kV.
- DIN EN 61000-2-12 | IEC 61000-2-12: In overeenstemming met IEC 61000-2-2 is deze norm van toepassing op het openbare middenspanningsnet.
- DIN EN 50160: Beschrijft de kenmerken van de spanningskwaliteit in openbare netten, van het laagspanningsniveau tot het hoogspanningsniveau.
- IEEE 519: Behandelt de grenswaarden voor harmonische stromen en spanningen in elektrische voedingsnetten. Toepassing (VS, Azië, Arabische landen).
De normalisatiegroep IEC 61000-2-x houdt zich uitsluitend bezig met compatibiliteitsniveaus voor spanningen. Er worden hier geen grenswaarden voor stromen gedefinieerd.
DIN EN / IEC 61000-3-X: Productnormen / Grenswaarden voor storingsemissies van apparaten/installaties (bijv. industriële productie-installaties)
- DIN EN 61000-3-2 | IEC 61000-3-2: Stelt grenswaarden vast voor stroomharmonischen voor apparaten tot 16 A.
- DIN EN IEC 61000-3-12 | IEC 61000-3-12: Definieert grenswaarden voor stroomoverspanning voor apparaten van >16 A tot <75 A.
- DIN EN 61000-3-3 | IEC 61000-3-3: Stelt grenswaarden vast voor spanningsschommelingen en flikkering.
- DIN EN 61000-3-X | IEC 61000-3-X: …en nog vele andere normen op dit gebied
De normalisatiegroep IEC 61000-3-x houdt zich uitsluitend bezig met compatibiliteitsniveaus voor de stromen van apparaten en installaties. Er zijn hier geen grenswaarden voor spanningen.
DIN EN 61000-4-X | IEC 61000-4-X: testnormen voor het beoordelen van de geschiktheid van apparatuur voor spanningsbewaking (netwerkanalysatoren) (stoorvastheid / basisnormen voor elektromagnetische compatibiliteit EMC)
- DIN EN 61000-4-30 Klasse A Ed. | IEC 61000-4-30 Klasse A Ed. 3 (testnorm voor meetapparatuur voor stroomkwaliteit): Deze norm definieert de eisen voor meetapparatuur voor stroomkwaliteit. Meetapparatuur van klasse A moet nauwkeurige en reproduceerbare metingen leveren die kunnen worden gebruikt voor vergelijkende analyses en om te voldoen aan wettelijke voorschriften. De norm legt de meetmethoden vast voor parameters zoals spanningskwaliteit, frequentie, flikkering en harmonischen.
- DIN EN 61000-4-4 | IEC 61000-4-4: Definieert de storingsbestendigheid tegen snelle transiënte storingen – bursts.
- DIN EN 61000-4-7 | IEC 61000-4-7: Beschrijft geschikte methoden voor het meten van boventoningen en interharmonischen in voedingsnetten.
- DIN EN 61000-4-15 | IEC 61000-4-15: Definieert de methoden voor het meten van flikkeringen in elektrische voedingsnetten. Spanningsbewakingsapparatuur moet flikkeringsmetingen uitvoeren om netfluctuaties te beoordelen.
- DIN EN 61000-4-X | IEC 61000-4-X: Er zijn nog veel meer normen voor storingsbestendigheid. Deze normgroep houdt zich bezig met de storingsbestendigheid van apparaten en stelt testnormen vast.
Andere belangrijke bijbehorende normen voor meetapparatuur voor de elektriciteitskwaliteit, bestemd voor spanningsbewaking
- DIN EN 62586-1 | IEC 62586-1: Specificeert producteigenschappen en prestatie-eisen voor meetapparatuur die is ontworpen voor het meten, registreren en, indien van toepassing, bewaken van netkwaliteitsparameters in distributienetten.
- DIN EN 62586-2 | IEC 62586-2: Specificeert de testprocedures voor apparatuur voor stroomkwaliteit van klasse A en klasse S volgens IEC 61000-4-30
Deze normen en voorschriften zorgen ervoor dat spanning op betrouwbare en vergelijkbare wijze kan worden gemeten en dat spanningsbewakingsapparatuur voldoet aan de vereiste eisen op het gebied van veiligheid, betrouwbaarheid en prestaties. Naleving van deze normen is van cruciaal belang voor het waarborgen van een stabiele en veilige energievoorziening in openbare en industriële energienetwerken.
Spanningsbewaking met apparatuur van A. Eberle
Zowel met de mobiele netwerkanalysatoren uit de »PQ-Box-serie«, als met de vast geïnstalleerde meetapparatuur voor stroomkwaliteit & storingsrecorders uit de »PQSys«-productreeks van A. Eberle kan een uitgebreide spanningsbewaking worden uitgevoerd. A. Eberle biedt een uitgebreide selectie meetapparatuur die speciaal is ontwikkeld voor spanningsbewaking en voor de analyse van de netkwaliteit en die wereldwijd beproefd is en wordt ingezet.
A. Eberle Meetapparatuur voor spanningsbewaking
PQMobil – onze draagbare netanalysatoren voor het meten van de spanningskwaliteit in de diepte van het net
Uiterst robuust en betrouwbaar
De PQ-Box-serie bestaat uit krachtige, draagbare net- en frequentieanalysatoren, vermogensmeters en transiëntrecorders voor spanningsbewaking en meting van de stroomkwaliteit.
Bij de ontwikkeling stond zowel gebruiksvriendelijkheid als praktische toepasbaarheid voorop. Om de oorzaak van netwerkstoringen snel te kunnen lokaliseren, zijn de apparaten uitgerust met een groot aantal triggeropties.
Alle mobiele stroomkwaliteitsanalysatoren voldoen aan de hoge beschermingsklasse IP65 en kunnen ook buiten worden geïnstalleerd en gebruikt. Bovendien hebben de PQ-boxen een zeer groot temperatuurbereik van –20 °C tot +60 °C.
Bovendien voldoen ze aan alle eisen van de meetinstrumentnormen IEC 61000-4-30 Ed. 3, IEC 62586-1 en IEC 62586-2 Ed. 2 voor apparaten van klasse A.
Belastingsanalyse, energiemeting en netwerkanalyse met één apparaat
PQSys – onze vast geïnstalleerde netkwaliteitsanalysatoren en storingsrecorders
De kwaliteit van de stroomvoorziening en netstoringen goed in de gaten – volledig automatisch en op elk spanningsniveau
De vast geïnstalleerde storingsrecorders en Power Quality-netwerkanalysatoren PQI-LV, PQI-DA smart, PQI-DE en PQI-D zijn de centrale componenten in een systeem waarmee alle meetopdrachten in een laag-, midden- en hoogspanningsnet kunnen worden uitgevoerd. De analysatoren kunnen worden ingezet als storingsrecorder met een bemonsteringsfrequentie tot 41 kHz, als meetapparatuur voor de stroomkwaliteit volgens EN50160 / IEC 61000-2-2/4 of als vermogensanalysator.
De componenten zijn vooral geschikt om specifieke leveringsvoorwaarden of kwaliteitsafspraken tussen de energieleverancier en zijn klant te controleren, te registreren en beschikbaar te stellen voor analyse of opslag.
Moderne meetapparatuur voor de kwaliteit van de spanning werkt volgens de norm IEC 61000-4-30, editie 3. Deze norm beschrijft meetmethoden om voor de gebruiker een vergelijkbare basis te creëren.
Diensten op het gebied van stroomkwaliteit – spanningsbewaking en storingsopsporing als dienst rechtstreeks van de fabrikant van meetapparatuur
Wij ondersteunen u bij uw netwerkanalyse met onze jarenlange ervaring en expertise
Als gerenommeerde fabrikant van mobiele high-end netanalysatoren en toonaangevende leverancier van vast geïnstalleerde meetapparatuur voor netkwaliteit in Duitsland beschikken wij over technische expertise, jarenlange ervaring en geavanceerde meettechnologie.
Wij staan voor u klaar als betrouwbare en deskundige partner voor alle uitdagingen op het gebied van netanalyse. Van de projectdefinitie tot het eindrapport. Klik hier voor meer informatie over ons dienstenaanbod op het gebied van stroomkwaliteit en ontdek hoe wij u zo goed mogelijk kunnen ondersteunen:
Power Quality
diensten
Deskundige kennis die u vooruit helpt
Wij bieden u stroomkwaliteitsaudits met storingsopsporing volgens EN 50160 en IEC 61000 en ondersteunen u met onze deskundige kennis. Als marktleider op het gebied van mobiele stroomkwaliteitsapparatuur kunnen wij voor onze diensten putten uit een breed scala aan netwerkanalysatoren met de juiste toebehoren.
Heeft u nog vragen over
spanningsbewaking of over onze producten?
Neem gerust contact met ons op!
Neem nu contact op
