Et av de viktigste aspektene ved energibruk er sparing og minimering av tap. Uansett hvilken bransje du jobber i – når du ser etter måter å spare energi på, må du se på kraftforbruket ditt og utvikle en energispareplan med nettkvalitetsstyring.
Referansetesting av strømforbruk
Det første trinnet ved utvikling av et program for nettkvalitetsstyring er referansetesting av det aktuelle strømforbruket i fabrikken. Med denne innledende undersøkelsen kan du se etter raske og enkle løsninger til å begynne med, for eksempel områder som vanligvis ikke er i bruk i helgene og kan stenges ned. Finn områder som bidrar til energibruk utenom større utstyr, som ekstra elektrisk oppvarming, lys som står på og datamaskiner som ikke slås av.
Når du har funnet og implementert disse raske løsningene, kan du fortsette med mer detaljerte studier i bygningen eller på industriområdet. Kjør laststudier for utstyr i hele området, ved hjelp av Fluke 1777 trefase nettkvalitetsanalysator. Disse målingene kan vise hvor det finnes betydelige muligheter for energisparing ved å slå av enkelte systemer om natten når de ikke er i drift.
Avanserte nettkvalitetsbetraktninger
Neste trinn i prosessen for å redusere energiforbruket er å finne ut hvor det oppstår energitap. Tap i ledere er et område det bør fokuseres på. Når strømmen flyter gjennom lederne, vil noe av den genererte energien tapes i form av varme. For å finne ut hvordan vi får bukt med dette problemet, må vi tilbake til den grunnleggende effektformelen P = U・I = R・I・I. Dette gir to mulige løsninger: Reduser strømmen (I) så det blir færre kW, eller reduser resistansen (R). Begge deler gir deg et problem:
- Hvis strømstyrken reduseres, vil ikke lasten fungere som den skal.
- Med reduksjon av resistansen kan det bli dyrere, fordi dette krever installasjon av kobber- eller aluminiumsledere.
Hva er da den beste løsningen?
Vurder størrelsen på lederne. Hvis du følger National Electric Code (NFPA 70 eller NEC 100), får du mye veiledning angående størrelsen på ledere samt beskrivelse av den ideell lederstørrelsen for nesten alle situasjoner. Hovedhensynet vedrørende lederstørrelse er å sikre trygg bruk av lederne, med riktig isolasjon. Det kan avhenge av lengde, tverrsnitt og antatt påkrevd merkestrøm. Dette kan gi minimerte energitap, vanligvis 2 % eller lavere, og akseptable spenningsfall i lederen. Ytterligere muligheter ville være å installere laster med bedre virkningsgrad. Vurder å sjekke om motorene kan være for store for det aktuelle bruksområdet.
Effekttap
Disse standardene og retningslinjene er gode å ha ved nye installasjoner, men når kablene og lastene er på plass, fungerer det ikke alltid ideelt. Over tid kan utstyret endres med tillegg eller justeringer, flytting og alder, som alle kan ha betydelig innvirkning på energitapet. Nøkkelområder for hvor energitap kan oppstå, henger sammen med nettkvalitet: spenningsregulering, harmoniske oversvingninger, effektfaktor og usymmetriske laster.
Spenningsregulering
Spenningsregulering kan redusere energiforbruket i laster som er spenningsavhengige. Det skjer ved reduksjon eller styring av spenningsnivåene til verdier innenfor utstyrsprodusentens spesifikasjoner, slik at det kan spares energi. Når det installeres laster med bedre virkningsgrad i en transformator, kan spenningen i anlegget øke eller feiljusteres.
For fange opp problemer med spenningsregulering kan du bruke en Fluke 1777 nettkvalitetsanalysator til å se etter transienter og spenningsusymmetri. Begge deler kan føre til svikt, uplanlagt driftsstans og kostbare reparasjoner.
Harmoniske oversvingninger
Harmoniske oversvingninger forvrenger spenning og strøm, slik at den ideelle sinuskurven for spenning ikke opprettholdes. En av de mest kjente virkningene av harmoniske oversvingninger i elektriske anlegg, er overskuddsvarmen som oppstår i lederne de forekommer i. Dette fører til overoppheting i fase- og nøytralledere, og kalles også trippel-harmoniske oversvingninger.
Den ekstra varmen fører til problemer i kabler, motorviklinger og transformatorer. Overopphetingen kan føre til betydelig skade eller fullstendig systemsvikt, som begge kan føre til uplanlagt driftsstans og kostbare reparasjoner. Bruk en trefase nettkvalitetsanalysator i Fluke 1770-serien til å måle og diagnostisere harmoniske oversvingninger.
Usymmetrisk last
Når det gjelder trefasemotorer, reduserer usymmetri enhetens ytelse og forkorter levetiden. Spenningsusymmetri ved motorens statorterminaler fører til en usymmetri i fasestrømmmen, som er helt ute av proporsjon i forhold til spenningsusymmetrien. Strømusymmetri fører igjen til momentpulseringer, økt vibrasjon og mekanisk belastning, økte tap samt overoppheting av motorer. Hver av disse virkningene forbruker energi, som nå kan kvantifiseres i watt. For diagnostisering og måling av effekttap grunnet usymmetri, kan du bruke en Fluke 1777 trefase nettkvalitetsanalysator.
Fordeler med nettkvalitetsstudier
Når nettkvalitetsstudier avdekker områder med energitap, kan du sette i gang tiltak for å fikse problemene:
- Opprett en rutine for forebyggende vedlikehold så du kan fortsette å måle mot referansetester og fange opp problemer når de oppstår.
- Monter oversvingningsfiltre på laster som bidrar til harmonisk forvrengning i fabrikken.
- Håndter kildene til usymmetri. Dette kan innebære å opprette en plan for reparasjon eller utskifting, for store motorer som har problemer med mekanisk ubalanse.
- Begrens problemer med skjevlast. I noen tilfeller kan dette innebære justering av enfaselaster så de fordeles jevnere på fasene.
- Skift ut sikringer som har gått, etter behov. En sikring som har gått på et kondensatorbatteri for bedring av trefase-effektfaktor, kan også være årsaken til problemet – stor usymmetri kan fjernes ved ganske enkelt å skifte sikringen.
Nettkvalitetsstudier fremhever mye av hva som kan gjøres for å spare energi, redusere energitap på grunn av problemer i hele fabrikken, og redusere energikostnadene. Overvåking av nettkvalitet kan vise hvor problemene du opplever, kommer fra, og hvordan de kan fikses.
I tillegg til energisparing har nettkvalitetsstudier vist seg å føre til ytterligere fordeler:
- funn av potensielle sviktpunkter i utstyr, som kan føre til store avbrudd
- funn av feil i utstyr, som kan føre til kaskadefeil
- funn av feilinstallerte sikringer som kan utløses utilsiktet