Autor: Jüri Joller, Energiatehnika juht • 4. veebruar 2020

Toitekatkestused, pinge kõikumine ja liigpinged võivad vähendada toodangut, põhjustada praaki ning elektriseadmeid rikkuda või täielikult hävitada. Elektri kehv kvaliteet põhjustab ülekandekadu ja probleeme kompenseerimisseadmetes. Elektri kvaliteedi automaatse jälgimissüsteemiga saab eri paigus olevaid osakondi tsentraalselt jälgida ja võrrelda. Paljusid elektri kvaliteedi parandamise ja selle kadude vähendamise meetmeid on võimalik rakendada väikese rahalise investeeringuga.

Elektri kvaliteedi probleemid suurenevad, sest kasutatakse üha enam impulsstoiteplokke, sagedusmuundureid, UPS-e, päikesepatareisid ja tuulegeneraatoreid. Elektri kvaliteedist sõltub aga tootmisseadmete töökindlus, tööiga, kasutegur, stabiilsus ja valeoperatsioonide võimalikkus.

Kõik elektroonikaseadmed on tundlikud toitepinge häiringutele, ent on ka ise häiringuallikaks.

Probleeme toitevõrgus, mida põhjustab elektri halb kvaliteet, kogevad nii elektrienergia tarnijad kui ka lõppkasutajad. Ei ole lihtne kindlaks teha, kas probleemi põhjustab tarnija võrk või lõppkasutaja süsteem. Sellises olukorras aitab elektri kvaliteedi tunnustatud rahvusvaheliste standardite kohane mõõtmine, mis aitab mõista halva pingekvaliteedi põhjuseid ning rakendada vastumeetmeid.

Elektriparameetrite normist kõrvalekaldumine põhjustab mitteaimatavaid lisakulusid ja elektri kvaliteedi parendamise meetmed on mõnikord väga tulusad. Investeeringud pinge kvaliteedi tõstmisesse on eriti põhjendatud seal, kus halb pingekvaliteet võib põhjustada toodangu praaki ja hävinemist. Mõistlik on investeerida pingekvaliteedi tõstvatesse seadmetesse, eriti kui teie seadmed ise põhjustavad elektri kvaliteedi probleeme.

Elektri kvaliteedi probleemide lahendamine toimub järgmiste etappide kaupa: probleemi tuvastamine ja andmete kogumine; probleemi iseloomustamine ja analüüsimine; lahenduste piiritlemine ja meetmete võtmine elektri kvaliteedi parandamiseks; lahenduste tehniline ja majanduslik hindamine ning tulemuste kontrollimine.

Pinge ja voolu suurused toitesisendis tuleb salvestada

Pinge ja voolu käitumisest saab teada, kas pingelohu on põhjustanud elektri tarnija või tarbija. Tarnijapoolse katkestuse vältimiseks tuleb kasutada reservtoiteallikaid, leida ohustatud seadmed ja need kaitsta. Tarbijapoolsete probleemide korral on vaja leida lahendus probleemsetele kohtadele (kasutada sagedusmuundureid, vältida seadmete kooskäivitumist vms).

Koormuse muutumist tuleb jälgida

Sageli põhjustab probleeme seadmete ülekoormamine. Teades võimsuse muutusi, on lihtne selgeks teha, missugused seadmed probleeme põhjustavad.

Tuleb kindlaks teha, millal sündmus toimus

Sündmuse (nt pingelohu, kaitselüliti rakendumise) aja täpse tuvastamisega on võimalik kindlaks teha, millised seadmed probleemi põhjustavad või leida probleemi tekkekoht. Tootmise käivitamisel saab protsessietappide järjekorda muuta, lisada viiteaega, rakendada sagedusjuhtimist vms.

Tuleb kontrollida seadmete temperatuure

Ülekuumenenud serverid, mootorid, trafod ja kaablid on ülekoormuse või voolukuju moonutuste peamised tunnused.

Pingekvaliteedi parameetrid ja sündmused

Kui elektri kvaliteediga on probleeme, tuleb esmalt põhitähelepanu pöörata jälgimisele ja analüüsile. Analüsaatoriga elektri parameetreid mõõtes saab faktidele tuginedes selgitada, mis toimus hallatavas paigaldises.

Elektri kvaliteedi analüsaatoris on parameetrite piirväärtused ette antud. Kui analüsaator avastab pingekvaliteedi parameetrite „vale väärtuse“, „vale lainekuju“ või piirmäära ületamise, siis sündmus salvestatakse koos eelneva ja järgneva protsessiga, mis võimaldab hiljem välja selgitada selle põhjuse. Seade võimaldab väljastada ka häireteateid või seadmeid automaatselt välja lülitada, kui pingekvaliteet väljub etteantud piiridest.

Pingemuhud (pingetõusud)

Hetkeline pingemuhk tekib välgulöögist, toite lülitamisest, kondensaatori lülitusest, maalühisest või suure koormuse väljalülitamisest. Seda võib põhjustada ka uue energiaallika (tuulegeneraatori, päikesepaneeli) võrku lülitamine. Järsud pingetõusud võivad seadmeid kahjustada või taaskäivitada.

Transientliigpinge

Transientliigpinge, s.o kiire pingemuutuse võib põhjustada välgulöök, kontaktiprobleem, kaitselüliti või kontaktori lülitamine. Seadmete kahjustusi ja taaskäivitusi esineb toitesisendite lähedal. Kahjustada saab sageli isolatsioon, eriti kui liigpinged korduvad.

Flikker

Flikker ehk värelus on perioodiliselt korduv pingekõikumine, mis võib olla tingitud kaarahjust, keevitusseadmest või türistormuundurist. Flikker võib põhjustada tulede virvendamist ja IT-seadmete rikkeid. Kui värelus on suur, tunneb enamik tehisvalguses töötavaid inimesi end ebamugavalt (peavalu).

Pingelohud

Enamik pingelohkudest on põhjustatud piksest, maalühisega kaasnevast toite katkestamisest või suure mootori käivitusvoolust. See väljendub hetkelises pingelanguses, mis võib põhjustada tööstuskontrollerite ja IT-seadmete seiskumise või taaskäivitumise, valgustuse väljalülitumise, mootorite pöörlemissageduse muutumise või peatumise ning sünkroonmootorite või generaatorite sünkroonsusest väljalangemise.

Harmoonikud

Harmoonikuteks nimetatakse moonutatud kujuga vahelduvpinge ja -voolu kõrgema sagedusega komponente. Neid põhjustab nt pooljuhtseadmete või koormuse mittelineaarsus. Kui harmoonikute osatähtsus toitepinges või voolus on suur, põhjustab see mootorite või trafode ülekuumenemist ja reaktiivenergiakompensaatorite, reaktorite ja kondensaatorite läbipõlemist.

Pinge asümmeetria

Pinge asümmeetriat võib põhjustada ühefaasilise koormuse suurenemine või vähenemine, seadmete osaline töötamine, pinge- või voolulaine kuju moondumine, pingelangus vms. Asümmeetria võib põhjustada mootorite ülekuumenemist ja vähendada pöördemomenti, kaitselülitite rakendumist, trafode ülekuumenemist või kadude suurenemist kondensaatorfiltrites.

Käivitusvool

See hetkeline suur vool tekib seadmete sisselülitamisel. Eriti mahtuvuslikud koormused võivad põhjustada väga suure sisselülitusimpulsi, kui nad pole korralikult summutatud. Löökvool võib rikkuda releesid, rakendada kaitselüliteid, mõjutada alaldeid, häirida toitepinget ja/või seadmeid rikkuda või taaskäivitada.

Kokkuvõtteks

Elektri kvaliteedi automaatse jälgimissüsteemiga saab eri paigus olevaid osakondi tsentraalselt jälgida ja võrrelda. Vastav tarkvara võimaldab Interneti kaudu andmeid vaadata ja koostada aruandeid elektri kvaliteedi kohta. Elektri kvaliteedi täiemahuline juhtimissüsteem suurendab süsteemi läbipaistvust, võimaldab tuvastada võimalikke „patuseid“, teha kindlaks ebatõhusaid protsesse ning aitab kaasa elektri kvaliteedi parandamisele suunatud ettevõtmistele. Tänapäeval on saadaval ka aktiivsed elektrienergia filtrid. Kvaliteetne pinge vähendab energiakulu ja tootmisseisakuid. Paljusid elektri kvaliteedi parandamise ja selle kadude vähendamise meetmeid on võimalik rakendada väikese rahalise investeeringuga. Ressursside sääst on vaieldamatu väärtus keskkonnakaitse seisukohalt, kuid säästetud energia, materjalid ja töö on ühtlasi ettevõtte puhaskasum, mille nimel tasub pingutada.