<p>This report is a degree project performed at Freudenberg Household Products AB, (FHP). </p><p>The degree project comprises measurement and analysis of the power net at FHP Basproduction. The content is divided between one theory-part, one document- part with measurements and also conclusions and a list of measures to be taken. </p><p>During the project the purpose and restriction change from a quality investigation to only concentrate on harmonics and finding the reason why they exist, and also to find a solution to the problem with harmonics. </p><p>The measurements shows that the power net contains harmonics of different order and intensity. High harmonic rate is found under the transformer T-7. </p><p>The problem with harmonics was not known earlier and therefore it can be assumed that there are more built-in frequency converters without filter in pumps, compressors and machines in the whole net. After a number of measurements one can suppose that some parts of the FHP power net is unstable. In an unstable weak power net frequency converters produce a large number of harmonics. In all the cases where large numbers of harmonics have been detected the trace has ended in a power central where a pump, compressor or heating element is. </p><p>Worth to be noticed is that under the same transformer there are strip lights, converters and control electronics. </p><p>The conclusion is that measures against harmonics are possible and necessary to do in most cases. The measures should be made local, as close to the disturbing object as possible, to stop the disturbance to get out in the net. The aim is that the current should stay sinus. </p><p>The purpose with the project could not be fulfilled because the report do not tell about how serious the high number of current harmonics are for running the factory. The opinion is that the harmonics should be reduced to a lower level.</p>

<p>Examensarbetet har utförts på uppdrag av NEA Gruppen och är en elkvalitetsanalys av VBG Groups maskinhall. Målet med analysen var att uppvisa elkvaliteten i maskinhallen.</p><p>Perfekt elkvalitet kan definieras som total frånvaro av elektriska störningar. Av elektriska störningar är det framförallt spänningsstörningar, såsom kortvariga spänningsvariationer, spänningsosymmetrier, spänningstransienter och likspänningskomponnenter, som orsakar mest besvär för elnät och anslutna laster. Även övertoner, som kan delas i spännings- och strömövertoner, påverkar elsystem på ett negativt sätt.</p><p>Analysen visar att maskinhallens spänning är stabil. Detta var väntat då kortslutningseffekten är hög jämfört med anläggningens storlek. Det matande nätet kan alltså anses starkt.</p><p>Maskinhallens laster alstrar strömövertoner av framförallt ordningstalen 5 och 7 men eftersom det matande nätet är starkt ger dessa inte upphov till några spänningsövertoner som ligger utanför rekommenderade gränser.</p><p>I maskinhallens ena inmatningspunkt, T1A15, finns ett kondensatorbatteri anslutet för reaktiv effektkompensering. Vid den andra inmatningspunkten, transformatorstation T3, finns idag ingen kompenseringsutrustning. Behovet är inte heller stort då belastningsgraden av T3 idag är under 10%. Man kan dock se att den reaktiva effekten redan nu är lika stor som den aktiva vilket medför att effektfaktorn är ca 0,7 och inom en nära framtid kommer fler laster att anslutas till T3 vilket innebär att ett kondensatorbatteri kan vara en lönsam investering.</p><p>Maskinhallens belysning alstrar strömövertoner av framförallt ordningstal tre. Övertoner av detta ordningstal har egenskapen att de ger upphov till strömmar i neutralledaren, i värsta fall så stora att neutralledaren blir överbelastad. Någon risk för överbelastning av neutralledaren för maskinhallens belysningsgrupp finns dock inte.</p><p>Totalt sett är anläggningens elkvalitet god och inga akuta åtgärder behöver vidtas.</p>

Examensarbetet har utförts på uppdrag av NEA Gruppen och är en elkvalitetsanalys av VBG Groups maskinhall. Målet med analysen var att uppvisa elkvaliteten i maskinhallen. Perfekt elkvalitet kan definieras som total frånvaro av elektriska störningar. Av elektriska störningar är det framförallt spänningsstörningar, såsom kortvariga spänningsvariationer, spänningsosymmetrier, spänningstransienter och likspänningskomponnenter, som orsakar mest besvär för elnät och anslutna laster. Även övertoner, som kan delas i spännings- och strömövertoner, påverkar elsystem på ett negativt sätt. Analysen visar att maskinhallens spänning är stabil. Detta var väntat då kortslutningseffekten är hög jämfört med anläggningens storlek. Det matande nätet kan alltså anses starkt. Maskinhallens laster alstrar strömövertoner av framförallt ordningstalen 5 och 7 men eftersom det matande nätet är starkt ger dessa inte upphov till några spänningsövertoner som ligger utanför rekommenderade gränser. I maskinhallens ena inmatningspunkt, T1A15, finns ett kondensatorbatteri anslutet för reaktiv effektkompensering. Vid den andra inmatningspunkten, transformatorstation T3, finns idag ingen kompenseringsutrustning. Behovet är inte heller stort då belastningsgraden av T3 idag är under 10%. Man kan dock se att den reaktiva effekten redan nu är lika stor som den aktiva vilket medför att effektfaktorn är ca 0,7 och inom en nära framtid kommer fler laster att anslutas till T3 vilket innebär att ett kondensatorbatteri kan vara en lönsam investering. Maskinhallens belysning alstrar strömövertoner av framförallt ordningstal tre. Övertoner av detta ordningstal har egenskapen att de ger upphov till strömmar i neutralledaren, i värsta fall så stora att neutralledaren blir överbelastad. Någon risk för överbelastning av neutralledaren för maskinhallens belysningsgrupp finns dock inte. Totalt sett är anläggningens elkvalitet god och inga akuta åtgärder behöver vidtas.

This report is a degree project performed at Freudenberg Household Products AB, (FHP). The degree project comprises measurement and analysis of the power net at FHP Basproduction. The content is divided between one theory-part, one document- part with measurements and also conclusions and a list of measures to be taken. During the project the purpose and restriction change from a quality investigation to only concentrate on harmonics and finding the reason why they exist, and also to find a solution to the problem with harmonics. The measurements shows that the power net contains harmonics of different order and intensity. High harmonic rate is found under the transformer T-7. The problem with harmonics was not known earlier and therefore it can be assumed that there are more built-in frequency converters without filter in pumps, compressors and machines in the whole net. After a number of measurements one can suppose that some parts of the FHP power net is unstable. In an unstable weak power net frequency converters produce a large number of harmonics. In all the cases where large numbers of harmonics have been detected the trace has ended in a power central where a pump, compressor or heating element is. Worth to be noticed is that under the same transformer there are strip lights, converters and control electronics. The conclusion is that measures against harmonics are possible and necessary to do in most cases. The measures should be made local, as close to the disturbing object as possible, to stop the disturbance to get out in the net. The aim is that the current should stay sinus. The purpose with the project could not be fulfilled because the report do not tell about how serious the high number of current harmonics are for running the factory. The opinion is that the harmonics should be reduced to a lower level.

The number of photovoltaic (PV) systems increases annually in Sweden and the installation rate increases every year. The Swedish Energy Agency predict more than a doubling of the amount of electricity generated from PV systems by the year 2025, compared with today’s numbers. There are certain challenges that arise when connecting PV systems to the electric grid, concerning quality of various grid parameters, including the voltage. First, there is a risk of voltage variations due to the lack of swing mass in the PV system, to counteract changes. Voltage variations can also occur due to the unpredictability of the power source which is solar radiation. Secondly, there is a risk of increased voltage when the power production from the PV system is maximized while the power demand is low. The purpose of this report was to help network operators to understand how grid-connected PV systems affect grid voltage levels, and what measures may be necessary to strengthen the grid in the face of a continued increase in PV system installation. A residential area in E.ON's low voltage grid in the municipality of Halmstad, Sweden, was studied, where approximately 20% of the customers currently have installed PV systems. The customers were distributed over 5 groups connected to the area’s substation. Measurements were carried out at the substation which showed that the power changed direction on sunny days. Measurements were also carried out at the customer's connection point, which showed voltage increases on sunny days. In addition, future scenarios were simulated where the PV installation rate in the area was increased to investigate the hosting capacity in the area, before grid strengthening measures were necessary to manage the solar installations. The results showed a variation between the groups regarding how well equipped they were for an expansion of PV installations, which was probably due to a combination of the distance to the substation and the number of customers in the group. The simulations showed how the voltage level depended on the distance to the grid station and on the number of PV systems. Network strengthening measures to cope with a future scenario with 100% installation rate were studied. Cable reinforcement was not a sufficient measure for two of the groups, a sectioning of the group was necessary.

Good power quality is not only determined by uninterruptable power supply, voltage deviations also affect the function of the network and the equipment connected. Electromagnetic disturbances as flicker, harmonics, interharmonics and unbalance are decreasing the power quality. How are the measurement methods and restrictions stated, to keep the voltagedeviations within reasonable limits and thereby maintaining the networkfunction? Lillgrund wind farm has power quality restrictions set by E.ON Elnät to fulfil in the connection point to the subtransmission network. In addition isa fault ride through requirement set by SVK. All equipment connected tothe network are introducing voltage changes, which can be measured at the point of connection. The scope of the thesis has been to explicitly determine Lillgrund‟s emissions. Three-phase voltage and current measurements have been performed, with measurement systems comprising different bandwidth, to analyse the power quality parameters.Comparisons between standard documentation and technical specifications have been made in order to precise what is considered as good power quality and how it can be measured accurately.

För konsumenter är det svårt att finna utförlig information om vilka dimrar och LED-lampor som fungerar bäst tillsammans. Konsumenter behöver god vägledning att välja rätt produkter för att man vill ha en lampa som klarar av att lysa som den ska och inte orsakar synligt flimmer. Det pågår även forskning för att se hur icke-visuellt flimmer kan vara hälsoskadligt. Även en god elkvalitet är viktig, då dålig elkvalitet kan skada produkterna och även påverka annan utrustning som finns på samma nät. Med ljusmätare och elkvalitetsmätutrustning utfördes mätningar av flimmer- och elkvalitetsrelaterade faktorer på olika kombinationer av LED-lampor och dimrar. Även synliga egenskaper observerades. Mätningarna visar att flimmer påverkas mestadels av lampan medan både lampa och dimmer påverkar de elkvalitetsrelaterade faktorerna. Observationer av tester av olika kombinationer indikerar att val av både dimmer och lampa påverkar möjligheten att dimra ner till helt släckt lampa. Problemfri dimring till max-nivå uppnås med större säkerhet med LED-lampor utan filament. Arbetet visar att det behövs fördjupade studier inom området för att konsumenten ska kunna ges information om vilka produkter han eller hon bör välja, då val av produkt har bevisats spela stor roll.

De senaste årens utveckling inom elfordonsbranschen ställer ett ökat krav på en fungerande infrastruktur för el- och hybridfordonsladdning. Fler laddplatser behövs i ett samhälle där de laddbara fordonen blir fler för varje år som går. Vidare används idag teknik för att möjliggöra laddning av elfordon som kan komma att ha en negativ påverkan på elkvaliteten i elnätet, i synnerhet vid byggnation i de områden där nätet är som svagast. Arbetets första del syftar till att leverera en färdig projektering av två nya växelströmsladdstationer i Kungälv. Den andra delen syftar till att öka förståelsen för hur snabbladdning av elfordon påverkar elkvaliteten i närliggande nät. Ingående data för elkvalitetsstudien erhålls genom mätningar på en befintlig snabbladdningsstation i Kungälv, såväl som känd teori kring området. Projekteringslösningen har tagits fram genom beaktande av svenska standarder och föreskrifter, såväl som instruktioner och önskemål givna av uppdragsgivaren, Kungälv Energi. Arbetet resulterade i den projekteringshandling som lämnades över till uppdragsgivaren, som behandlar den installationslösning som valts vid anslutning av de nya laddstationerna. Här redovisas valt material, förläggning- och placeringskarta, såväl som en kostnadskalkyl över det erfordrade arbetet och materialet. Elkvalitetsstudien har utförts tillsammans med Kungälv Energi, såväl som Metrum Sweden AB. Resultatet baseras på de data som erhölls vid elkvalitetsmätningar utförda på en befintlig snabbladdningsstation i Kungälv. Resultatet utgjordes av en elkvalitetsrapport enligt Energimarknadsinspektionens riktlinjer, där samtliga ställda krav för god elkvalitet uppnåddes. Vidare analyserades erhållen data manuellt i syfte att identifiera vilka parametrar som vid större anläggningar kan tänkas hota den goda elkvalitet som eftersträvas i nätet. Elkvalitetsstudien påvisade inte några tydliga tecken på att de undersökta snabbladdningsstationerna idag skulle utgöra någon omfattande negativ påverkan på det närliggande nätet, även om exempelvis viss övertonsgenerering påvisades. Nyttjandegraden är i högsta grad avgörande, vilket medför att slutsatsen ej kan anses vara generell. / In the last couple of years, the evolution of plug-in electric cars has contributed to an increasing need of well-built charging infrastructure. This does not only require that the fair amount of charging stations needs to match the increasing demand, but the growing amount of charging station could also affect the power quality in the grid itself due to the technology used today. The objective of the first part of the project was to deliver a complete installation plan and project basis of two AC charging stations for electric vehicles, planned in the city of Kungälv. The second part of the project was focused on studying the effects of DC fast charging of electric vehicles, with power quality in mind. This study was based on readings obtained from measuring the power quality at an existing DC fast charging station in Kungälv, as well as available publications within the area of the subject. The project planning was conducted in regards to Swedish standards and regulations, as well as to the instructions and expectations of the client, Kungälv Energi. The result was compiled and handed over to the client during the final part of the project. The resulting document contained information regarding installation, material and placement as well as approximate cost calculations. The power quality study was carried out on a currently installed fast charging station located in the city of Kungälv, using power quality measuring instruments provided by Kungälv Energi and Metrum Sweden AB. The result was a power quality report, compiled according to Swedish Energy Markets Inspectorate, where all requirements concerning power quality were met. The data was also analyzed manually, to further investigate the effects of DC fast charging. The study shows no immediate signs of negative impact of the power quality in the nearby grid caused by the fast charging stations within the project. There were signs of harmonics caused by the charging stations, but the presence was considered low. The usage frequency is however a major factor when investigating the power quality affection of the charging station. This results in a conclusion that is not generally applicable.

I denna rapport undersöks elkvaliteten från en solelsanläggning i centrala Upppsala. Elkvalitet är ett samlingsnamn för störningsfri el och i rapporten beskrivs vilka olika störningar elen kan ha, vad de beror på och vad konsekvenserna blir om dessa störningar uppstår. Syftet med projektet var att få en djupare förståelse kring elkvalitet och se om elen från solcellerna var tillräckligt bra för känsligareutrustning. Elen från solcellsanläggningen som undersöktes fick ett par intressanta utslag men uppfyllde de föreskrifter och lagar som finns och har därmed god elkvalitet. Mätutrustning har lånats av Unipower AB och projektet handleddes av STUNS Energi.

SSAB i Borlänge ska byta ut deras befintliga loggsystem som övervakar elkvalitet på verkets fem huvudtransformatorer. Loggsystemen ska ersättas med modulära DAQsystem från Iba, vilket är system som redan används i flera av verkets processer. Syftet med arbetet är att visa hur de nya DAQ-systemen kan implementeras och målet är att skapa förutsättningar för felsökning vid elkvalitetstörningar och analys av eltillförseln. Rapporten beskriver hur två utdömda loggsystem ersätts mot ett modulärt DAQ-system under skarp drift, som sedan konfigureras enligt önskad funktion. Tillvägagångssättet innefattar tre större delar vilka är datainsamling, hårdvarukonstruktion och mjukvarukonfiguration. Datainsamlingen har till stor del varit att studera befintliga kretsscheman och manualer till systemets hård- och mjukvara. Informationen som samlades in gav förutsättningarna för konstruktionsarbetet och mjukvarukonfigurationer. Utgången blev ett driftsatt system som konfigurerades så att felsökning och analys av elkvalitet är möjlig. Det nya loggsystemet gör det även möjligt för fler användare att komma åt mätningar kring elkvalitetsstörningar. Användare kan sedan ställa dessa i korrelation till de mätningar som utförs med iba-system vid processerna.