Analys av elkvaliteten vid Vacon

Abstract

Ingenjörsarbetet är utfört på beställning av Vacon och undersökningen sker i deras interna distributionsnät. Syftet med detta arbete var att undersöka spännings- och strömövertoner, för att få en helhetsbild av elkvaliteten vid Vacon. Deras målsättning är att i framtiden kompensera en del av den reaktiva effekt som förbrukas. En noggrann utredning av elkvaliteten och de harmoniska övertonerna före valet och inställning av filter är viktigt för att undvika framtida problem med utrustningen. Mätningar har gjorts i elnätet vid Vacon för att undersöka övertonerna vid olika situationer i nätet. Enligt planerna i dagsläget kommer kompenseringen i framtiden att utföras med en typ av Active Front End (AFE), som består av ett externt LCL filter, vars uppgift är att kontrollera och filtrera strömmarna som dras från nätet. Konvertern är uppbyggd av IGBT transistorbryggor i två nivåer. Den modell av AFE som kommer att användas vid kompenseringen är Vacons egen produkt, men användningsområdet inte så vanligt.

Tämä opinnäytetyö on suoritettu Vaconin pyynnöstä ja tutkimus toteutettu heidän omassa sähköverkossaan. Työn tarkoituksena on tutkia ja selvittää jännitteen ja virran yliaallot ja saada kokonaiskuva Vaconin sähkönlaadusta. Vaconin tulevaisuuden tavoite sähkönlaadun suhteen on vähentää osa käytetystä loistehosta. Tarkka selvitys sähkönlaadusta ja harmonisista yliaalloista on kuitenkin tehtävä ennen kompensointilaitteiden valintaa ja niiden säätöä. Sähkönlaadun selvittämisellä vältetään mahdolliset ongelmat tulevaisuudessa. Mittaukset on tehty Vaconilla eri tilanteissa, jotta pystytään selvittämään todellinen sähkönlaatu ja yliaaltojen haittavaikutukset. Alkuperäisten ja nykyisten suunnitelmien mukaan Vaconilla tultaisiin kompensoimaan loisteho Activ Front End (AFE)-typpisillä aktiivisuodattimilla. AFE koostuu konvertteriosasta ja ulkoisesta LCL-filtteristä, jonka tehtävä on suodattaa virrat verkosta. Konvertterin rakenne koostuu IGBT- transistorisillasta kahdessa tasossa. Malli, jota Vaconilla tullaan kompensoinnissa käyttämään, on heidän oma tuotteensa, mutta käyttö ei tällaisissa tapauksissa ole niin yleistä.

This thesis work comprises a research and analyses of power quality. It has been commissioned by Vacon and the analyses were executed in their internal electrical network. Vacon´s goal is to compensate parts of the used reactive power down to a reasonable level. A precise analysis of the electrical quality and the harmonic distortions is required before any filtering equipment can be provided. Measurements have been done in Vacon´s internal network, whereby the harmonic distortions in different situations and with different loads have been examined. The goal includes getting a current picture of the power quality in Vacon´s internal network and easing their work to improve the power quality and compensate some of the used reactive power. In the future the filtering of the reactive power will be done by a Vacon´s Active Front End (AFE) regenerative converter. The AFE has an external LCL-filter which controls the power drawn from the network, and the converter is built with double levelled IGBT-transistors.