Complexe elektrische installaties vragen om power management

Hoe nefast netvervuiling kan zijn voor de stabiliteit van de elektrische energievoorziening, is alom gekend. Vooral de netten waar een cluster aan complexe apparaten aanwezig is, zoals in ziekenhuizen, zijn daarvoor heel vatbaar. En de combinatie met energiebesparende initiatieven vergroot het probleem vaak nog.

Ziekenhuizen zijn uitstekende voorbeelden van collectieve netbevuiling. Zowel de medische apparatuur zelf, zoals scanners en dergelijke, als zonnepanelen, ledverlichting en frequentiegeregelde aandrijvingen leveren immers een bijdrage aan de vervuiling van het stroomnet, en beïnvloeden de nuttige kwaliteit van spanning en stroom in negatieve zin. Zo wordt diezelfde apparatuur steeds gevoeliger voor de vervuiling die ze zelf heeft veroorzaakt.

Wat dit in concreto betekent:

• Meer kans op uitval door spanningsdips en/of stroompieken.
• Een falend noodstroombedrijf door een capacitief net, harmonische vervuiling en ongelijk belaste fasen.
• Meer storingen en hogere onderhoudskosten door toenemende netvervuiling veroorzaakt door medische apparatuur,
ledverlichting, zonnepanelen en diverse andere installaties.
• Een zwaarder belaste nulleider als gevolg van ongelijk belaste fasen en netvervuiling.
• Zwaarder belaste transformatoren om dito reden.
• De scherper wordende juridische omlijstingen met betrekking tot het vaststellen van verantwoordelijkheden wat de kwaliteit van de elektrische energie betreft.

Kwaliteitsaspecten van spanning en stroom in energiemanagementsystemen

Energiemanagementsystemen zijn veelal gekoppeld aan gebouwbeheerssystemen en richten zich hoofdzakelijk op energieverbruik. Een louter kwantitatieve benadering, waarbij de gezondheid van stroom en spanning, de kwaliteit van het net, uit het oog wordt verl­oren. Hier bieden Power Managementsystemen, zoals deze van specialist Fortop, echter een afdoende oplossing. 

Fortop

Fortop automation & energy control gebruikt haar ervaring in kritische applicaties als datacenters en ziekenhuizen om de beschikbaarheid van spanning en stroom onder alle condities te vergroten. Hiervoor kan het bedrijf terugvallen op een unieke keten van competenties inzake meten, monitoren en verbeteren. 

De vier aspecten van power management

Power management is een continu verbeterproces dat zich richt op vier aspecten.

1. Energie 
Door energie zichtbaar te maken worden het energieverlies, de sluipverbruikers en eventuele aansluitfouten van meters meteen geïdentificeerd. 

2. Load 
Inzicht hebben in het beschikbare vermogen is essentieel om de aangesloten apparatuur te kunnen voeden. Harmonische vervuiling, lage cos en ongelijk belaste fasen leggen echter bijkomende druk op transformatoren en generatoren. Daarnaast zorgt het dynamische gedrag van de belasting ervoor dat het moeilijk is om voorspellingen te doen. Inzicht in dag-, week- en jaarprofielen is dan gewenst. 

3. Power Quality 
Een ‘gezonde’ spanning leidt tot lagere onderhoudskosten, helpt uitval te voorkomen en bespaart elektrische energie. Daarnaast zorgt het voor inzicht en een scherpe verdeling van verantwoordelijkheden. Dit is van belang bij aansprakelijk­heidskwesties na het uitvallen van apparatuur. 

4. Events 
Events als spanningsdips en stroompieken kunnen leiden tot uitval van (delen van) de elektrische installatie. Registratie aan een resolutie van 50µs zorgt voor tijdige alarmering en dus snellere storingsdiagnoses. 

In drie stappen van continu verbeteren naar minder verbruik, lagere onderhoudskosten en minder uitval

Stap 1: Continu en installatiedekkend meten met Power Analysers
Elk niveau van de elektrische installatie krijgt hierbij het meest geschikte meetinstrument toegewezen. Fortop maakt gebruik van meetinstrumenten van Janitza, die stroom en spanning samplen met een resolutie van 50µs . 

We onderscheiden vier meetniveaus:

• Niveau 1: Inkomende velden op middenspanningsniveau – de Power Quality Analysers
• Niveau 2: Laagspanningszijde transforma­toren – Power Analysers
• Niveau 3: Afgaande velden hoofdverdelers – Universeelmeters
• Niveau 4: Onderverdelers en eindgebruikers – DIN-rail verbruiksmeters of multichannel meters.

Stap 2: Continu monitoren DCEM
DCEM Healthcare Edition is een door Fortop ontwikkeld softwarepakket dat voor elektrotechnische installaties in onder meer zorginstellingen alle meetdata verzamelt. DCEM verschaft tot op de milliseconde inzicht in real-time- en historische meetdata van de gehele installatie. Gegevens van meetinstrumenten, schakelaars, generatoren en UPS’en worden omgezet naar real-time alarmen, visualisaties en rapportages. Met de single line visualisatie wordt in één oogopslag inzicht verkregen in de actuele status van
de installatie.

Elk Power managementsysteem beschikt bovendien over een alarmmanager die alle ernstige anomalieën markeert met tijdstempel, en actieve alarmen via sms, e-mail, enzovoort naar de verbruiker stuurt. 

Met de Power Tree-functie krijgt men dan weer real-time inzicht in de energiestromen, zodat met name overcapaciteiten snel zichtbaar worden. 

Stap 3: Verbeteren van spanning en stroom
Elektronische apparatuur zorgt voor harmonischen in de stroom, die voor extra opwarming van kabels, transformatoren en generatoren zorgen. Tegelijk zorgen stroom-harmonischen voor vervuiling in de spanning. Een goede oplossing zijn de zgn. actieve filters. Deze injecteren een stroom die de stroom-harmonischen wegfiltert en de cos  terug naar 1 brengt. Voor het opvullen van spanningsdips kunnen dan spanningsstabilisatiesystemen worden ingezet.