Monitoring voor optimaal inzicht

Weet wat je meet: monitoring voor optimaal inzicht

Om bedrijven door de energietransitie te loodsen is het van belang om inzicht te hebben in de huidige energiestromen. Dat is nodig om de toekomstige stromen te kunnen voorspellen en zinvolle aanpassingen aan de installatie te maken. Bepalen wanneer er uitgebreid of ‘ingebreid’ moet worden is van groot belang voor het efficiënt, kosteneffectief, en duurzaam inzetten van installaties. Zowel de kwaliteit als de kwantiteit van data zijn hierbij van essentieel belang. Aan de hand van de juiste data is het ook mogelijk om tijdig problemen te signaleren, voordat er productie-uitval optreedt.

Bepalen wat er gemeten moet worden is dus essentieel:

  • Worden vermogen of energieverbruik gemeten?
  • Voor welke doeleinden meten we?

Niet geheel onbelangrijk, denk vanaf de eerste stappen ook aan de ICT. Is er een (betrouwbare) dataverbinding aanwezig? Wie krijgt toegang tot de data? Op welke manier wordt er toegang verleend? Het elektriciteitsverbruik kan in bepaalde gevallen tot de gevoelige bedrijfsgegevens worden gerekend. Nog een vaak vergeten stap: nadenken over het beheer en de organisatorische aspecten: wie wordt verantwoordelijk voor de data? Wat gaat die persoon er mee doen?

Monitoring Analyse & Rapportage

Meer dan meters aansluiten en data verzamelen

Ook moet de keuze worden gemaakt tussen enkel energie en vermogen meten, of ook de Power Quality in de gaten houden. Het voordeel van Power Quality-monitoring is het waarborgen van bedrijfsprocessen onder wijzigende installaties. Als er wordt gekozen voor Power Quality-monitoring, is het van groot belang om de data correct te interpreteren. Daarbij kan de vraag worden gesteld: w heeft binnen het bedrijf de kennis om deze data te begrijpen?

Metingen uitvoeren in een elektrische installatie houdt meer in dan meters aansluiten en data verzamelen. Je moet weten wat je meet en vervolgens de data op de juiste manier interpreteren. Ook is het belangrijk om te bepalen wat je niet gaat meten – en wat voor impact dat heeft. Het is daarnaast van essentieel om te verifiëren dat de meettoestellen goed zijn aangesloten en dat afwijkingen in de installatie niet voor vertekening van de resultaten gaan zorgen. Omdat installaties vaak een lange voorgeschiedenis hebben en de documentatie te wensen kan overlaten, wil dat laatste nog wel eens voor problemen zorgen. Want je kunt pas werken aan zaken als load balancing, inbreiden, of optimalisatie wanneer je weet dat al je data op orde is.

Slim meten in de praktijk bij Sligro Food Group

Sligro Food Group heeft enige tijd geleden meetapparatuur geïnstalleerd om het verbruik van de eigen installaties in kaart te brengen. Deze Nederlandse beursgenoteerde onderneming levert ruim 75.000 voedingsmiddelen en non-food artikelen aan consumenten, levensmiddelendetaillisten, horecaondernemers, institutionele afnemers en andere grootverbruikers. De meetresultaten waren bijzonder te noemen: zonnepanelen leken energie te verbruiken, terwijl warmtepompen juist weer energie leken te leveren. “We wilden graag de mogelijke oorzaken van onverwachte data in kaart brengen en de meetresultaten gevalideerd hebben. Ook wilden we zorgen dat dit in de toekomst wordt voorkomen,” aldus Mark Stabel, Technisch inkoper Elektrotechniek, Sligro Food Group.”

HyTEPS heeft als onafhankelijke partij alle metingen nagelopen en gevalideerd, historische fouten in de installatie opgespoord en interne scholing verzorgd. Wat bleek: inconsequenties in de installatie zorgden ervoor dat het totaalplaatje niet klopte – ondanks het feit dat de installateurs alles precies volgens het boekje hadden aangesloten. Wat ging er mis? Elke installatie heeft een voorgeschiedenis, die niet altijd bekend is. Als een installateur failliet gaat, is het maar de vraag of documentatie nog te achterhalen is bijvoorbeeld. Je moet dan uitsluitend afgaan op wat je ter plaatse ziet en vooral niet aannemen dat een bepaalde kleur bijvoorbeeld altijd een bepaalde fase is. Er hoeft maar op één plek in de installatie een kabel te zijn omgedraaid of een verkeerde kleur te zijn gebruikt. Het is van cruciaal belang dat de gehele installatie eenduidig is, verwisselde kabels kunnen zorgen dat de stroom van de fases niet meer bij elkaar optelt. Door alles te controleren weet je ook precies wat je eigenlijk aan het meten bent.

Vaak wordt apparatuur afgeleverd zonder ondersteuning bij het in gebruik nemen en zonder kwaliteitscontrole. Monteurs sluiten alles volgens de handleiding aan, zonder uitleg gekregen over waar ze op moeten letten. Als er dan ergens in de bekabeling iets is omgedraaid, of de documentatie is niet op orde, dan zijn de meetresultaten uiteindelijk onbruikbaar. Om te achterhalen wat je precies niet weet vraagt om goede onderbouwing in de statistiek. Wanneer metingen wijzen op vreemde dingen zoals heel veel blindvermogen dan zou je al snel aan kunnen nemen dat het om een PQ-probleem gaat. Maar het kan ook zijn dat de metingen zijn gebaseerd op een fout in de installatie! In zo’n geval moet je de juiste verbanden kunnen leggen en daar moet je ervaring in opbouwen. Op basis van onze kennis hebben we de installateurs van Sligro een op maat gemaakte training gegeven over veel voorkomende fouten en besproken waar ze op moeten letten.

Als er met 1% afwijking vermogen gemeten wordt en er wordt één kW gemeten, is de onzekerheid 10W. Dit is voor een vermogensmeting verwaarloosbaar.  Echter, als er nu vanuit dezelfde data een energiemeting gedaan wordt betekent dat, dat de meetfout elk uur 0.01kWh af mag wijken. Er zitten 8760 uren in een jaar, waardoor de meetfout per jaar 87.6 kWh mag bedragen, en dat terwijl er enkel een 1kW last gemeten wordt met 1% afwijking.

HyTEPS heeft ervoor gezorgd dat er nu met gevalideerde meetdata gewerkt kan worden. Installateurs onderkennen nu ook het belang van apparatuur meenemen om te valideren, of een andere partij vragen om dat te doen. Dit was een uniek project voor HyTEPS omdat het niet om puur technische analyse ging, waarbij metingen werden verricht, problemen opgespoord, en een oplossing geïmplementeerd. In dit geval ging het ook om processen uit het vakgebied en scholing. Installateurs die uitstekend werk leveren op het gebied van aansluitingen realiseren en doormeten zijn anders gaan kijken naar aansluiten en meten in de context van een grote installatie, met het besef dat je niet altijd weet of documentatie en eerdere aansluitingen op orde zijn. 

“Voor ons als Sligro Food Group is dit de eerste stap richting een volledige elektrisch vrachtwagenpark, de meetdata zal uiteindelijk via een API-koppeling het volledige load management van het vrachtwagenpark gaan aansturen.” – Mark Stabel, Technisch inkoper Elektrotechniek, Sligro Food Group

Drie hoofdoorzaken van meetonzekerheid

Niet accuraat kunnen meten van actief vermogen
Dit wordt veroorzaakt doordat de hoek tussen spanning en stroom niet accuraat genoeg gemeten kan worden. In het Engels: “angle accuracy”, aangegeven in graden °. Diverse normen (zoals IEC62053-11) beschrijven hoe accuraat er gemeten kan worden bij een bepaalde power factor. In de regel: hoe beter de power factor, hoe accurater de meting. Meters met een ‘S’ aanduiding (zoals 0.2S of 0.5S) zijn getoetst aan strengere eisen voor de afwijking bij lagere power factor.
Willekeurige afwijking in de ruisvloer
De ruisvloer leidt tot kleine variaties in afleeswaarde. Deze zijn normaliter symmetrisch en klein van amplitude, waardoor ze buiten beschouwing gelaten kunnen worden wanneer er goede meetapparatuur wordt gebruikt. Ook vindt deze op een andere tijdsspanne plaats dan de meting. Ruis is veelal hoogfrequent.
Fixed error noise
Dit wordt doorgaans uitgedrukt als [% FS] ‘procent full scale’: een percentage ten opzichte van het nominale vermogen van de meetapparatuur. Dit is de grootste oorzaak van meetafwijkingen, omdat Fixed error noise niet symmetrisch is, maar vaak een positieve- of negatieve constante afwijking heeft. Ook vindt deze in dezelfde tijdspanne als de meetperiode plaats. Deze systematische afwijking kan bijvoorbeeld worden veroorzaakt door EMC (kabels die naast andere kabels liggen, die een analoog signaal dragen), temperatuurschommelingen en materiaalkeuzes van de fabrikant.
Totale meetonzekerheid
De totale meetonzekerheid is een product van alle kleine meetonzekerheden

Veel voorkomende fouten bij het meten

1. In onderstaand voorbeeld zijn de kabelkleuren verwisseld, met behoud van draaiveld.

Verwisseling kabelkleur
Voorbeeld 1: verwisseling van kabelkleur. De installatie zal naar behoren werken, echter, de fases kunnen niet aan elkaar worden gerelateerd.

In dit voorbeeld zijn de stroomtransformatoren verkeerd om geplaatst.

Stroomtransformatoren
Voorbeeld 2: stroomtransformatoren zijn verkeerd om geplaatst: de stroommeting (holle pijlen) staan in tegenovergestelde richting t.o.v. de spanning.
Scroll naar boven