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

Offshore-industrie

Zwakke netten komen uiteraard ook veelvuldig voor in de offshore-industrie. In de elektriciteitsvoorziening wordt voorzien door generatoren op het platform.

Zwakke netten in offshore industrie

Voorbeeld offshore-industrie.

Opzet van een typische offshore installatie

Ney als bij schepen wordt ook bij de offshore-industrie het aantal generatoren berekend met het (n+1) principe, waarbij n het minimaal aantal benodigde generatoren is om de belasting te voeden. De belasting bestaat grotendeels uit zware motoren. Deze motoren kunnen gelijkstroommotoren zijn of wisselstroommotoren gevoed door frequentieregelaars. In onderstaande figuur geeft een schematisch voorbeeld van een mogelijke opbouw van de installatie.

Schematische opbouw installatie op platform

Schematische opbouw installatie op platform.

 

Op het platform zijn vijf generatoren geplaatst. De meeste motoren zijn gelijkstroommotoren, gevoed door een 6-pulsige SCR-converter. Op het platform zijn diverse metingen gedaan om de kwaliteit van stromen en spanningen te meten. In de komende paragrafen zullen de resultaten van de metingen worden toegelicht.

Mogelijke problemen bij offshore installaties

Alle kenmerkende problemen, gerelateerd aan zwakke netwerken met sterk vervormde stromen zijn aanwezig in de bemeten installatie. Een van de problemen is de aanwezigheid van “notches” (transiënten) als gevolg van commutatie in de 6-pulsige brug (zie onderstaande figuur).

Transiënten in de spanning door commutatie effecten in de 6-pulsige brug

Transiënten in de spanning door commutatie effecten in de 6-pulsige brug.

 

Ook de spanning is behoorlijk vervormd door de harmonische stromen die over de impedantie van de generator voor de vervorming zorgen. Onderstaande figuur geeft een overzicht van de gemiddelde harmonische spanningen gedurende de meetperiode. Ook de maximale waarden (rode pijlpunt) zijn weergegeven. Op bepaalde momenten zijn diverse harmonische spanningen boven de acceptabel normwaarden en ook de totale harmonische vervorming (THDu) komt op bepaalde momenten boven de grenswaarde van 8% uit.

Gemeten waarden van de harmonische spanningen

Gemeten waarden van de harmonische spanningen.

 

In bovemstaande figuur zijn de 5e harmonische spanning, de 7e harmonische spanning en de THD van de spanning gedurende de meetperiode weergegeven. Het is overduidelijk dat de gemeten waarden hoog zijn.

 

Ook het aandeel blindvermogen is hoog. Enerzijds door de faseverschuiving tussen de fundamentele stroom en spanning, anderzijds door de aanwezigheid van de harmonische verstoring. De arbeidsfactor PF, is zelfs lager dan 0,5 (zie onderstaande tabel), hetgeen zal resulteren in extra verliezen en een slechte benutting van de capaciteit van de installatie.

 

Gemeten arbeidsfactor (PF) van de installatie

Gemeten arbeidsfactor (PF) van de installatie.

 

Alle gesignaleerde problemen zoals vervorming in stromen en spanningen, veel blindvermogen en transiënten kunnen leiden tot:

  • Overbelasting van componenten (waarschijnlijk niet ontworpen op vervormde stromen);
  • Over dimensionering of slechte benutting van de installatie en generatoren;
  • Extra kosten voor brandstof ten behoeve van de generatoren;
  • Niet goed functioneren van apparatuur door vervormde spanning of transiënten;
  • Verminderde levensduur van de componenten in de installatie;
  • Problemen met verzekeringen omdat niet aan normen wordt voldaan.

Deze problemen moeten dus opgelost worden en er is een set van mogelijke oplossingen.

 

 

Mogelijke oplossingen bij problemen in offshore

De verschillende problemen kunnen worden opgelost door het toepassen van een aantal aanvullende componenten. Uiteraard is een oplossing ook mogelijk in de ontwerpfase door apparatuur aan te schaffen die minder problemen veroorzaken. Vaak zijn de aangegeven oplossingen dan al ingebouwd.

 

Voor het verminderen van de transiënten kan in serie met de 6-pulsige brug smoorspoelen worden geplaatst die de stroompieken tijdens commutatie vermindert en daardoor ook de transiënten in de spanning verlaagt.

 

De toepassing van passieve of actieve filters kan de vervorming in de stroom verminderen. Als er in ieder geval een relatief schone stroom door de generator geleverd kan worden zal ook de vervorming in de spanning sterk worden gereduceerd.

 

Het blindvermogen zal al worden verlaagd als de vervorming in stroom en spanning wordt beperkt. Daarnaast kan het blindvermogen worden verlaagd dor de plaatsing van een condensatorbank. Gezien de aanwezigheid van een vervormde spanning en stroom moet aan de plaatsing van een condensatorbank aandacht worden besteed aan een goed ontwerp. Problemen met resonantie moeten worden voorkomen. Een actief filter kan ook worden ingezet voor het verlagen van het blindvermogen en is daardoor een oplossing voor meerdere problemen.

Conclusies en economische aspecten bij offshore installaties

Uit de beschreven problemen kan worden afgeleid dat een slechte kwaliteit van de elektriciteitsvoorziening kan leiden tot hoge kosten. Deze kosten worden niet alleen veroorzaakt door slechte efficiency van de installatie, meer verliezen en verminderde levensduur van de componenten, maar wellicht vooral door de verlaagde betrouwbaarheid van het systeem. Voor elke situatie kunnen de kosten verschillen, maar uitval van een proces leidt in veel gevallen tot onacceptabel hoge kosten. Uiteraard zijn ook aan de oplossingen voor een slechte elektriciteitsvoorziening kosten verbonden. Voor de investeringen die nodig zijn, kan worden gerekend aan de terugverdientijd. In situaties, waarbij de spanning zozeer vervormd is dat niet aan de normen wordt voldaan, zal al snel sprake zijn van een zeer acceptabele terugverdientijd, afgezien van de noodzaak tot verbetering van de situatie.

 

Ook als de stromen en spanning voldoen aan de hieraan te stellen eisen (normen) kan verbetering van de situatie leiden tot een vermindering van de kosten die op termijn een investering in mitigatie apparatuur wenselijk maken.

Gerelateerd aan Offshore-industrie

Meer over