De kwaliteit van het gaas is erg belangrijk en wordt vóór gebruik niet gecontroleerd. De netspanning die door de energiebedrijven wordt geleverd voor huishoudens, handel en industrie is idealiter een uniforme sinusvormige spanning met constante amplitude en frequentie. Dit ideale geval is vandaag de dag echter niet meer te vinden in openbare netwerken. Dit komt deels door belastingen die een niet-sinusvormige belastingsstroom uit het lichtnet trekken of een niet-lineaire karakteristiek hebben, zoals pc’s, televisies, schakelende voedingen, spaarlampen of frequentieregelaars.
Netstoringen en de effecten op aangesloten apparaten
Alle hierboven genoemde belastingen trekken een niet-sinusvormige belastingsstroom. Vandaag de dag veroorzaakt het toenemende aandeel van deze niet-lineaire belastingen steeds grotere afwijkingen van de zuivere sinusvorm die aanwezig zou moeten zijn in de voedingsnetten. Deze ideale sinusvorm komt niet meer voor in de huidige voedingsnetten, wat onvermijdelijk is vanwege de niet-lineaire belastingen en ook toelaatbaar is binnen bepaalde grenzen.
Om de stroomkwaliteit te beoordelen, worden de harmonischen tot 2,5 kHz, wat overeenkomt met de 50e harmonische, meestal beschouwd voor de laagfrequente systeemverstoringen. De 3e, 5e en 7e harmonischen, d.w.z. de frequenties van 150, 250 en 350 Hz, hebben de sterkste effecten.
Als het harmonisch gehalte te hoog is, kunnen bijvoorbeeld gevoelige elektronische regelsystemen, computers en regelapparaten niet meer goed functioneren of zelfs individuele belastingen voortijdig uitvallen, schijnbaar zonder logische verklaring. Andere mogelijke effecten zijn
- Hogere belasting tot vernietiging van systemen voor correctie van de arbeidsfactor
- Overdimensionering van netcomponenten zoals transformatoren of kabels vereist
- Beperkte functionele betrouwbaarheid en levensduur van netcomponenten en aangesloten belastingen
De harmonische belasting van het net heeft daarom aanzienlijke nadelen voor het systeem en de consumenten.
Het transmissienet, de transformatoren die erin geïntegreerd zijn of de compensatiesystemen in de industrie worden berekend en ontworpen voor de nominale frequentie van het net. Bij het plannen van de systemen wordt zelden rekening gehouden met extra belastingen door netstoringen. Ze resulteren in een hogere reactieve vermogensbelasting op transmissiemedia zoals kabels en transformatoren; een “overbelasting” als gevolg van harmonischen kan leiden tot schade aan individuele consumenten.
Maatregelen om de netwerkkwaliteit te waarborgen
Aangezien er een groot aantal consumentengroepen en verschillende limieten voor storingsemissies zijn, is het belangrijk om de kwaliteit van de netspanning objectief te beoordelen met betrekking tot de bestaande normen. Er zijn nu methoden die een probleemloze werking van de elektriciteitsnetten garanderen en terugkoppelingseffecten vermijden.
Passieve harmonische filters, bijvoorbeeld, die bestaan uit een LC kring, kunnen universeel worden gebruikt. Ze hebben een hoge mate van efficiëntie. Dit is meestal 98,5 procent. De technologie is ook zeer robuust en onderhoudsvrij, met uitzondering van eventuele ventilatoren voor koellucht.
Bij passieve filters moet het volgende in acht worden genomen:
- Als ze in rustmodus werken, werken ze als een capacitieve reactieve stroombron vanwege filtergerelateerde circulatiestromen.
- Afhankelijk van de toepassing is het zinvol om de filters te groeperen en ze indien nodig selectief in en uit te schakelen.
Een nieuwe benadering op basis van geoptimaliseerde halfgeleiders en moderne microprocessortechnologie is het gebruik van actieve elektronische filtersystemen. Deze meten permanent de netkwaliteit en voeden het net gericht met behulp van een actieve stroombron. Het resultaat is dan een sinusvormige stroom. De constructie van deze nieuwe generatie filters is complex en kostbaar in vergelijking met de eerder genoemde filtermaatregelen, omdat een hoge resolutie en snelle gegevensverwerving en hoge computerprestaties vereist zijn. De meest kosteneffectieve methode om netverstoringen te verminderen is de extra installatie van smoorspoelen, hetzij in de DC link of aan de ingang van frequentieregelaars. Het gebruik van een netsmoorspoel in de frequentieregelaar verlengt de stroomstroom voor het opladen van de tussenkringcondensatoren en vermindert de stroomintensiteit. Dit vermindert de vervorming van de netspanning aanzienlijk en er is minder netterugkoppeling. Bovendien verlengt de netsmoorspoel ook de levensduur van de tussenkringcondensatoren, omdat ze zachter opladen door de stroompieken af te sluiten. Bovendien verbeteren netsmoorspoelen de diëlektrische sterkte van de frequentieregelaars tijdens netovergangen. Door de lage ingangsstroom zijn de kabeldoorsneden en netzekeringen ook kleiner.
