Spanningsdips

Klein in omvang – groot in problemen

Spanningsdips, al zijn ze slechts relatief klein in omvang, kunnen grote problemen veroorzaken. Hierbij kunt u denken aan het stilvallen van de productie met alle kosten die daaraan gerelateerd zijn zoals productieverlies, grondstofverlies en overuren. Daarnaast zijn er nog andere aspecten die meespelen om de kosten van een elektrische storing door een spanningsdip te bepalen. Klanttevredenheid speelt een rol, net als veiligheidsrisico’s. Deze bijkomende aspecten zijn vaak moeilijk meetbaar maar dienen zeker meegewogen te worden. Door middel van het detecteren, analyseren en oplossen van spanningsdips kunnen onnodige kosten en problemen worden voorkomen.

Spanningsdips vinden we in het gehele Nederlandse elektriciteitsnet

Kosten die gepaard kunnen gaan met een spanningsdip

Als we spreken over de kosten die gepaard kunnen gaan met een spanningsdip kunnen we een onderscheid maken tussen directe en indirecte 'kosten'. Als we alleen kijken naar de directe kosten dan kunnen deze al tot aanzienlijke bedragen leiden. De indirecte 'kosten', beter is het om hier te spreken over indirecte schade, moeten we zeker ook niet vergeten. Deze indirecte schade kan ook een grote invloed hebben op de bedrijfsresultaten op de korte en lange termijn.

Directe schade:

  • productieverlies;
  • grondstofverlies;
  • personeelskosten;
  • ontstane schade aan apparatuur.

Indirecte schade:

  • verminderde klanttevredenheid (door bijv. langere levertijden);
  • veiligheidsrisico’s (vanwege plotseling stilvallende apparatuur);
  • nadelige invloed op de duurzaamheid (a.g.v. extra werkuren en productie- en grondstofverlies).

Toenemende kosten door spanningsdips

Financiële schade verschilt sterk per sector

Binnen de Power Quality brengen spanningsdips van alle Power Quality karakteristieken de meeste financiële schade toe aan de economie. De gemiddelde kosten van een dip verschillen echter sterk per sector. In de farmaceutische (fijn chemie) en semiconductor industrie liggen de kosten per dip aanzienlijk hoger dan bijvoorbeeld in de levensmiddelen of textielindustrie. Dit loopt soms op tot het tienvoudige. De noodzaak om dips te registreren en op te vangen verschilt dan ook per sector. Hoe hoger de kosten per dip, hoe hoger de noodzaak tot een oplossing.

Grootste risico’s bij gevoelige apparatuur

Spanningsdips kunnen verschillende gevolgen hebben. Apparaten en machines kunnen stilvallen en regelprocessen kunnen worden verstoord. Vooral gevoelige apparatuur waaronder PLC’s, frequentieomvormers en magneetschakelaars hebben snel last van spanningsdips. Deze apparatuur vinden we vaak terug in een productieomgeving, waar ze een centrale rol innemen in het productieproces. Door een dip kan dan zomaar een hele fabriek stil komen te liggen, wat zorgt voor een enorme directe en indirecte schade. De grootte van de gevolgen van spanningsdips is sterk afhankelijk van het niveau van de spanningsdaling, de tijdsduur van de dip en de dipfrequentie.

Gevoelige apparatuur loopt grootste risico bij spanningsdips

Definitie van spanningsdips

Een spanningsdip is een plotselinge, kortstondige daling van de spanning van minimaal 10%. Volgens de NEN-EN 50160 ‘Spanningskarakteristieken in openbare elektriciteitsnetten’ wordt onder een spanningsdip verstaan:

“[…]een plotselinge verlaging van de spanning tot een waarde tussen 90% en 1% van de afgesproken spanning, gevolgd door een herstel na een korte tijdsperiode. De dipduur ligt tussen 10ms en 1min en de dipdiepte is het verschil tussen de minimale effectieve waarde van de spanning gedurende de dip en de afgesproken waarde. In de praktijk is de dipduur meestal enkele seconden. Duurt een dip langer dan 1 minuut dan spreken we niet meer van een spanningsdip, maar een onderbreking.”

Spanningsdip in beeld

Spanningsdip in beeld (waveform)

Waardoor ontstaan spanningsdips?

Kortsluitingen

Meestal worden spanningsdips veroorzaakt door kortsluitingen. Dit kunnen kortsluitingen zijn die optreden in de eigen installatie, alsook kortsluitingen in het elektriciteitsnet.

Kortsluitingen in het elektriciteitsnet kunnen onder andere ontstaan door:

  • beschadiging van een elektriciteitskabel door bijvoorbeeld graafwerkzaamheden;
  • technisch falen (defecte componenten, veroudering van de kabel);
  • menselijk falen (fouten tijdens onderhoudswerkzaamheden);
  • weersomstandigheden (voornamelijk sterke wind, blikseminslag en wateroverlast).

Kortsluitingen kunnen zowel in de hoog-, midden- of laagspanning optreden. Al komen spanningsdips door kortsluitingen in het laagspanningsnet maar zeer zelden voor.

Spanningsdip door kortsluiting als gevolg van blikseminslag

Inschakelstromen / inschakelen van grote belastingen

Ook inschakelstromen zijn een bekende oorzaak van spanningsdips. Bij het inschakelen van grote belastingen zoals transformatoren en grote motoren, wordt direct een grote hoeveelheid energie gevraagd van de elektrische installatie. Hierdoor kunnen storingen in de installatie optreden. Een grote stroom gaat richting de belasting waardoor een spanningsdaling optreedt. Afhankelijk van de dipduur en –diepte kan deze spanningsdaling gerekend worden als een dip.

De normen omtrent spanningsdips

Omtrent de normen kunnen we kort zijn; spanningsdips zijn nog niet genormeerd in de netcode. Dat wil zeggen dat netbeheerders op dit moment niet verantwoordelijk kunnen worden gehouden. Op dit moment is de normering wel in de maak. In de nabije toekomst zal er vanuit de netcode meer duidelijkheid zijn omtrent de normering en verantwoordelijkheden omtrent spanningsdips.

De oplossingen om spanningsdips op te vangen

Een elektrische installatie kan immuun gemaakt worden tegen spanningsdips. Om dit te bereiken dienen een aantal stappen te worden genomen, teneinde de juiste oplossing te implementeren.

De juiste stappen:

  1. In kaart brengen van de dips – meten en/of monitoring
  2. In kaart brengen wat er uitvalt – meten en/of monitoring
  3. Analyse van de meetdata (verkregen vanuit stap 1 en 2)
  4. Plan van aanpak maken

Spanningsdips duurmeting

De eerste en belangrijkste stap is dus het inzichtelijk maken van de spanningsdips. Dit kan met een duurmeting van 1 tot 4 weken en/of door (blijvende) installatie van de juiste Power Quality analyzers op diverse (vooraf bepaalde) punten in de elektrische installatie. Om vervolgens tot de best passende oplossing en een correct plan van aanpak te komen is het van belang dat de verkregen data met specialistische kennis wordt geanalyseerd.

Mogelijke oplossingen kunnen vervolgens de installatie zijn van:

Toegevoegde waarde van HyTEPS

 

Reeds enkele jaren zijn wij actief in het in kaart brengen van spanningsdips bij zowel netbeheerders als grote nationale organisaties. Wij leveren niet alleen de best passende monitoring producten en waar mogelijk oplossingen; onze grootste kracht ligt in de toegevoegde waarde die wij bieden op het gebied van kennis, metingen, analyse en advies. Wilt u meer weten over onze diensten en producten? Neem dan contact met ons op.

Ask an Power Quality Expert