sluiten

Inloggen

Log hieronder in met uw gebruikersnaam en wachtwoord.

Deze ontvangt u van ons bij het afsluiten van een (proef)abonnement.

Nog geen inlog? meld u gratis aan


Vragen?
Kunt u niet inloggen of heeft u vragen over een (proef)abonnement?.
Neem dan contact op met BIM Media Klantenservice:

sluiten

Welkom bij de Kennisbank Power Quality

Om de uitgebreide informatie op de kennisbank te kunnen lezen heeft u een inlogcode nodig. Deze ontvangt u bij het afsluiten van een abonnement.

Waarom de Power Quality-kennisbank

  • Kennis van experts altijd beschikbaar
  • Antwoorden, oplossingen en tools
  • Toevoegen van eigen notities mogelijk
  • Praktijkcases, veelvuldig aangevuld
  • Handige formules en interactieve berekeningen
Neem nu een abonnement >

Abonnement € 255,- per jaar, ieder moment opzegbaar. Meer over een abonnement op Power Quality

“ De Power Quality boeken hielpen me al goed op weg, maar met de Kennisbank Power Quality zijn antwoorden, oplossingen en tools altijd en overal beschikbaar ”
 

H. Vlottes, directeur Vlottes Electromechaniek
Installatie Service Bureau

Inloggen voor abonnees


Vragen?
Kunt u niet inloggen of heeft u vragen over een abonnement?
Neem dan contact op met Vakmedianet Klantenservice: 088 58 40 888

Of stuur een e-mail naar: klantenservice@vakmedianet.nl

De installatie op schepen

Een typisch voorbeeld van een zwak netwerk is de installatie aan boord van schepen. De betrouwbaarheid van de elektriciteitsvoorziening en het goed functioneren van toestellen aan boord van de schepen is van groot belang.

de installatie aan boord van schepen

Voorbeeld van een schip (jacht).

Typische opbouw installatie

In de elektriciteitsvoorziening aan boord van een schip wordt voorzien door toepassing van generatoren. Hierbij wordt het principe van (n-1) toegepast. Er is dus altijd een extra generator aan boord om bij uitval van een generator voldoende opwekvermogen over te houden. Een voorbeeld hiervan is gegeven in onderstaande figuur, waar de installatie van een jacht in grote lijnen is uitgetekend.

Installatie van een jacht

Installatie van een jacht.

 

Er zijn twee generatoren aangebracht met een nominaal vermogen van 99 kW, 112 kVA en een U”d van 12%. Aan boord van dit jacht zijn metingen gedaan vanwege problemen met apparatuur op het jacht. Voor de besturing van motoren is gebruik gemaakt van frequentiegeregelde aandrijvingen. Ook andere apparatuur aan boord heeft een niet-lineaire stroom en veroorzaakt dus hogere harmonische stromen. De harmonische stromen van de frequentieregelaars (afgegeven door de fabrikant) is weergegeven in onderstaande figuur.

Harmonische stromen frequentieregelaar

Harmonische stromen frequentieregelaar (in % I1).

 

Het harmonische spectrum van de stroom die door de generator loopt is weergegeven in onderstaande figuur:

Harmonische stromen door de generator

Harmonische stromen door de generator.

 

Deze vervorming in de stroom zal ook een vervorming van de spanning tot gevolg hebben. Door de hoge inwendige impedantie van de generator zal deze vervorming in de spanning hoog zijn, zoals ook weergegeven in onderstaande figuur.

Vorm van de spanning op de hoofdrail

Vorm van de spanning op de hoofdrail.

Harmonisch spectrum van de vervormde spanning

Harmonisch spectrum van de vervormde spanning.

Mogelijke problemen

De vervorming in de spanning is boven de limiet, zoals aangegeven in normen. Dit is het eerste probleem omdat certificerende bedrijven dit niveau van vervorming niet zullen accepteren. Een, meer technische probleem, is het niet goed functioneren van apparatuur aan boord. In de praktijk zijn meerdere malen problemen geconstateerd met het goed functioneren van verlichting (dimmers). Ook de levensduur van veel componenten zal teruglopen door de vervormde spanning. Toestellen met condensatoren (filters) kunnen snel beschadigd raken.

Mogelijke oplossingen

De meest voor de hand liggende stap om de vervorming in de spanning te verminderen is het verkleinen van de harmonische stroom. De toepassing van hoge kwaliteit frequentieregelaars, die zijn voorzien van filtering, kan het niveau van harmonische stromen aanzienlijk reduceren. Als de harmonische stromen niet goed voorspelbaar zijn door de toepassing van vele verstorende bronnen dan is de toepassing van een actief filter een mogelijkheid.

Om de harmonische stromen door de generator te minimaliseren kan een actief filter worden aangesloten op de hoofdrail van de installatie. Door het verlagen van de harmonische stromen door de impedantie van de generator zal ook de spanning aanzienlijk verbeteren. In onderstaande figuur is de aansluiting van de actieve filters weergegeven. In de figuren daaronder zijn de gemeten harmonische stromen en spanningen weergegeven.

Aansluiting actieve filters op installatie jacht

Aansluiting actieve filters op installatie jacht.

Actief filter geplaatst aan boord van jacht

Actief filter geplaatst aan boord van jacht.

Gemeten stromen door de generator

Gemeten stromen door de generator.

Gemeten spanning op de hoofdrail

Gemeten spanning op de hoofdrail.

Economische aspecten

De aanwezigheid van vervorming in de stromen en spanning zullen leiden tot kosten. Voorbeeld van deze kosten zijn:

  • Verlaging van de levensduur van de componenten;
  • Kosten ten gevolge van niet goed functioneren van apparatuur;
  • Energieverliezen door extra blindvermogen (o.a. door harmonischen);
  • Extra brandstof benodigd door de generator(en);
  • Mogelijke kosten omdat apparatuur robuuster moet worden uitgelegd;
  • Extra kosten voor onderhoud.

 

Deze kosten kunnen worden vermeden door te investeren in:

  • Apparatuur met verhoogde immuniteit;
  • Apparatuur met minder vervorming van de stroom (minder emissie);
  • Aanschaffen van apparatuur om harmonische stromen te verminderen (filters).

 

Uiteraard brengen deze maatregelen naast de investeringskosten nog wat extra kosten met zich mee zoals onderhoudskosten en energieverliezen. Het bereken van de terugverdientijd moet inzicht geven of een oplossing op termijn rendabel is. Hierbij kan ook worden gekeken naar bijvangst van gekozen oplossingen.

 

Bijvoorbeeld, de toepassing van actieve filters kan naast vermindering van harmonische stromen ook resulteren in vermindering van de onbalans van stromen en de vermindering van blindvermogen In de onderstaande figuren zijn de gemeten verbeteringen weergegeven.

Vermindering in de onbalans door toepassing actief filter

Vermindering in de onbalans door toepassing actief filter.

Vermindering van het blindvermogen door toepassing actief filter

Vermindering van het blindvermogen door toepassing actief filter.

 

Concluderend zou kunnen worden gesteld dat de toepassing van een actief filter het risico of niet goed functionerende apparatuur verkleint. Ook is er meer invloed op het niveau van de verstoringen in de stromen en spanning aan boord van het schip. Hierdoor wordt een betrouwbare bedrijfsvoering van het schip vergroot, hetgeen ook in de terugverdientijd kan worden verdisconteerd.

Gerelateerd aan De installatie op schepen

Meer over