Sähkönlaadun analysointi UPS-laitteiden tuotanto- ja testausympäristössä
Westermarck, Roy (2025)
Diplomityö
2025
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025032821816
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025032821816
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää sähkölaitteita valmistavan yrityksen sähkönlaadun nykyinen tilanne uudessa tehdasympäristössä. Tutkimus toteutettiin mittaustutkimuksena, jossa sähkönlaadun mittaukset suoritettiin yrityksen pääsähkökeskuksilta 2 ja 3.
Työnpuitteissa suoritettiin sähkönlaatututkimus SFS-EN 50160 ja IEEE 519 standardien pohjalta. Mittaustutkimuksessa käytettiin Janitzan tehoanalysaattoreita, joilla mittaukset toteutettiin pääkeskuksilta 2 ja 3.
Tutkimus sisälsi mittauspisteissä tapahtuvan tehoanalysaattoreiden konfiguroinnin, joita pääkeskuksilla on yhteensä 12 kpl. Mittaustutkimus suoritettiin pienjänniteverkon liittymispisteessä ja mittauksen kokonaiskesto oli kolme viikkoa. Mittauksien tuloksia käytettiin yrityksen sähkönlaadun arviointiin. Jatkotutkimuksena työssä suoritettiin toinen mittaustutkimus, jossa tutkittiin testikenttien eri kuormitustyyppien käytön vaikutusta sähkönlaatuun.
Mittaustutkimus osoitti, että sähkönlaatu täyttää liittymispisteen SFS-EN 50160 jännitteenlaadun kriteerit, mutta sähköverkossa esiintyy kuitenkin jatkuvasti yliaaltojen seurauksesta johtuvaa merkittävää virran säröytymistä. Mittaustutkimus osoitti myös, että sähköverkon tehokerroin pääkeskuksilla on merkittävän alhainen loistehon ja harmonisten yliaaltojen särötehon vaikutuksesta. Mittausjakson aikana transienttitilanteita oli PK3:lla huomattavasti enemmän kuin PK2:lla. Lisäksi jatkotutkimus osoitti, että eri kuormituslaitteiston käytöllä on merkittävä vaikutus sähköverkon laatuun. The aim of this master’s thesis was to investigate the current state of power quality in a company that manufactures electrical equipment, within a new factory environment. The study was conducted as a measurement based investigation, where power quality measurements were taken at the company’s main electrical distribution boards 2 and 3.
The power quality assessment followed the standards SFS-EN 50160 and IEEE 519. Janitza power analyzers were used for the measurements at distribution boards 2 and 3.
The study included the configuration of power analyzers at the measurement points, with a total of 12 units located at the main switchboards. Measurements were conducted at the low voltage network connection point over a three week period. The results were used to evaluate the company’s power quality. In addition, a second measurement study was conducted to examine how different types of loads used in the test areas affected power quality.
The results showed that the power quality at the connection point met the voltage criteria defined in SFS-EN 50160. However, the electrical network consistently exhibited significant current distortion caused by harmonics. The study also revealed that the power factor at the main distribution boards was notably low, primarily due to reactive power and harmonic distortion. During the three week measurement period, transient events occurred significantly more frequently at board 3 than at board 2. Additionally, the second measurement study confirmed that the use of different types of load equipment significantly affected the quality of the electrical network.
Työnpuitteissa suoritettiin sähkönlaatututkimus SFS-EN 50160 ja IEEE 519 standardien pohjalta. Mittaustutkimuksessa käytettiin Janitzan tehoanalysaattoreita, joilla mittaukset toteutettiin pääkeskuksilta 2 ja 3.
Tutkimus sisälsi mittauspisteissä tapahtuvan tehoanalysaattoreiden konfiguroinnin, joita pääkeskuksilla on yhteensä 12 kpl. Mittaustutkimus suoritettiin pienjänniteverkon liittymispisteessä ja mittauksen kokonaiskesto oli kolme viikkoa. Mittauksien tuloksia käytettiin yrityksen sähkönlaadun arviointiin. Jatkotutkimuksena työssä suoritettiin toinen mittaustutkimus, jossa tutkittiin testikenttien eri kuormitustyyppien käytön vaikutusta sähkönlaatuun.
Mittaustutkimus osoitti, että sähkönlaatu täyttää liittymispisteen SFS-EN 50160 jännitteenlaadun kriteerit, mutta sähköverkossa esiintyy kuitenkin jatkuvasti yliaaltojen seurauksesta johtuvaa merkittävää virran säröytymistä. Mittaustutkimus osoitti myös, että sähköverkon tehokerroin pääkeskuksilla on merkittävän alhainen loistehon ja harmonisten yliaaltojen särötehon vaikutuksesta. Mittausjakson aikana transienttitilanteita oli PK3:lla huomattavasti enemmän kuin PK2:lla. Lisäksi jatkotutkimus osoitti, että eri kuormituslaitteiston käytöllä on merkittävä vaikutus sähköverkon laatuun.
The power quality assessment followed the standards SFS-EN 50160 and IEEE 519. Janitza power analyzers were used for the measurements at distribution boards 2 and 3.
The study included the configuration of power analyzers at the measurement points, with a total of 12 units located at the main switchboards. Measurements were conducted at the low voltage network connection point over a three week period. The results were used to evaluate the company’s power quality. In addition, a second measurement study was conducted to examine how different types of loads used in the test areas affected power quality.
The results showed that the power quality at the connection point met the voltage criteria defined in SFS-EN 50160. However, the electrical network consistently exhibited significant current distortion caused by harmonics. The study also revealed that the power factor at the main distribution boards was notably low, primarily due to reactive power and harmonic distortion. During the three week measurement period, transient events occurred significantly more frequently at board 3 than at board 2. Additionally, the second measurement study confirmed that the use of different types of load equipment significantly affected the quality of the electrical network.