Trender i spänningsdippar och kopplingstransienter i framtida elnät

Arbete inom elkvalitet (och liknade områden som elektromagnetisk kompatibilitet och spänningskvalitet) handlar om att begränsa eller minska sannolikhet till interferens. Det är en viktig skillnad mellan ”störningar” och ”interferens”. En störning är en avvikelse från ideal spänning och/eller ström; interferens är när en apparat eller anläggning ansluten till elnätet eller en komponent i elnätet inte fungerar som den ska på grund av en störning.

Ändringar i elproduktion, förbrukning och elnätet påverkar sannolikheten för interferens genom ändringar i:

• Emission av störningar från apparater, från anläggningar och från elnätet
• Spridning av störningar genom elnätet
• Immunitet av apparater och anläggningar mot störningar

Det finns ett flertal olika typer av störningar. Projekt fokuserar på spänningsdippar och kopplingstransienter.

Spänningsdippar (”kortvariga spänningssänkningar” är begreppet som används i svensk regelverk) är en sänkning i spänningens effektivvärde med en varaktighet typiskt mindre än en sekund. Spänningsdippar är den typ av elkvalitetsstörning (utöver avbrott) som har mest direkta konsekvenser för apparater, anläggningar och nätanvändare. En dipp på 100 ms kan slå ut en industriell anläggning och stanna produktionen under en lång period. Det leder till stora kostnader på grund av produktionsbortfall, spillrade råvaror, kontraktsbrott, mm. Spänningsdippar har fått mycket uppmärksamhet i forskningen under 90-talet och på tillämpningssidan efter det. En stor del av kunskaper om spänningsdippar baseras dock på forskning som gjordes i 90-talet och därmed på dippar och apparater som var vanliga då. Sedan dess har det varit en del ändringar som troligen har påverkat sannolikhet på produktionsbortfall och annan interferens på grund av spänningsdippar.

Kopplingstransienter är snabba förändringar i spänning på tidskalar av millisekunder eller mindre. Sådana transienter uppstår vid varje på- och avkoppling av apparater anslutna till nätet och komponenter i elnätet. De flesta kopplingar ger inga märkbara transienter och kräver ingen ytterligare uppmärksamhet. De mest alvarliga ”normala kopplingstransienter” är de på grund av spänningssättning av transformatorer samt påkoppling av kablar eller kondensatorbatterier. Dessa kan i vissa fall också leda till oönskad bortkoppling av apparater och därmed har samma konsekvenser som spänningsdippar. Det är anledningen att behandla även dessa i projektet.

Sedan 90-talet har det varit en del ändringar och det kommer sannolikt en hel del ändringar till i produktion, elnätet och förbrukning. Det gjordes en bedömning av möjliga ändringar vid sannolikheten till interferens på grund av flertal störningstyper i en CIGRE arbetsgrupp där skillnaden mellan emission, spridning och immunitet var en viktig bas för arbetet.

LED belysning och långa kablar vid högre spänningsnivåer, för sannolikhet av interferens för ett flertal störningstyper.