Sähkön laatu teollisuusverkoissa

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkittiin Saint-Gobainin rakennustuote Oy:n Isoverin eristetehtaan ja Gyprocin kipsilevytehtaan sähköverkon sähkönlaatua häiriöiden kartoittamiseksi sekä mahdollisia tulevaisuuden investointeja varten. Mittauksia varten tehtaan verkosta valittiin tarkoin mahdollisia häiriöpitoisuuksia sisältäviä kohteita joista otettiin mittaustuloksia analysointia varten.

Työn lähtökohtana oli selvittää, minkälaisia tehtaan sähkön laatua heikentävien komponenttien tuottamat häiriöt ovat, onko kyseisistä häiriöistä ympäröivälle sähköverkolle haittaa ja voiko ongelmia järkevillä investoinneilla poistaa. Tehtaassa toimii paljon erilaisia sähköverkkoon häiriöitä tuottavia komponentteja, esimerkiksi taajuusmuuttajat, induk-tiokuumentimet ja valaistus, jotka ottavat jännitettä ja virtaa epälineaarisesti aiheuttaen verkkoon nimellistaajuudesta poikkeavia virtoja ja jännitesäröjä eli yliaaltoja.

Häiriöiden poistamiseen on olemassa monia tehokkaita ja toimivia menetelmiä, mutta ne voivat myös väärin mitoitettuna aiheuttaa verkkoon lisää ongelmia. Sähkön laatua parantavia tekijöitä ovat esim. oikein mitoitettu verkko, oikeanlaiset kytkennät sekä suotimet kuten, aktiivi- ja passiivisuodin. Häiriöiden poistaminen on hyvin tärkeää, koska se vähentää sähkönkulutusta, lisää laitteiden elinikää ja parhaimmillaan voi säästää henkiä.

The purpose of this study was to examine the power quality in the grid in Saint-Gobain Isover’s insulation factory and Gyproc’s drywall factory. The aim was to identify any disturbances and to determine the need for potential future investments. To perform the measurements to be analyzed, the focus was on selecting such points in the grid which would contain a large quantity of power quality disturbances.

One objective of this study was to examine what kind of power quality distortions the components in the factories produce. The focus was on analyzing, if there are such distortions, which can affect harmfully the other components in the factories, and if there are reasonable ways to eliminate these problems. These two factories operate with a wide range of equipment, which produces power quality distortions on the grid, including equipment such as frequency converters, induction heaters and lighting. These components use current in a nonlinear way, which produces current on the grid with a different frequency to the nominal current. Currents with abnormal frequency are called harmonic and they produce voltage distortion in the impedances of the grid.

There are many functional and efficient ways to eliminate power quality distortions, but these methods may also cause more problems on the grid if the proportion is wrong. A properly sized grid, the right kind of connections, as well as active and passive filters, are all efficient factors for increasing the quality of power. We cannot underestimate the im-portance of good quality of electricity, because it reduces power losses, increases the life of the equipment and at best can save lives.