Slarvig inställt frekvensskydd kostade miljoner
Felaktiga produkter, vanemässiga inköp, ihopblandade minus- och plustecken, försummade testprocedurer, personalnedskärningar och bristande kompetens är några orsaker till industrins elbortfall. Förutom dyra tekniska lösningar går det att göra enkla saker för en stabilare kraftförsörjning och spara mångmiljonbelopp.
Process Nordic har vänt sig till några erkänt duktiga konsulter inom kraftförsörjning för att höra deras bästa råd och tips:
– Industrin vill ofta ha enkla lösningar, men då måste man också vara säker på att de verkligen löser problemet. I verkligheten är bilden ofta mycket mer komplicerad, säger Andreas Petersson vid konsultföretaget Gothia power.
Han och hans arbetskamrat Evert Agneholm berättar hur slimmade elavdelningar, stort beroende av konsulter och leverantörer, bristande rutiner och otillräcklig kunskap ute i industrin kan leda till onödiga driftstopp och produktionsbortfall. De har vid flera tillfällen upptäckt utrustningar och skydd med felaktiga inställningar. Till och med när produkten kommit från tillverkaren.
Oavsett vem som har gjort fel kan en sån enkel sak som att förväxla minus med plus i ett reläskydd leda till avbrott och kostnader i miljonstorlek.
– Jag kan rabbla upp flera anläggningar där plus- och minustecken varit fel i regulatorer eller skydd. De här felen kan ge stora konsekvenser, men de är jätteenkla och billiga att åtgärda om man har kunskapen, säger Evert Agneholm.
I takt med ökad digitalisering ökar möjligheterna, samtidigt som systemen blir alltmer komplexa. Produkter levereras med mjukvara fylld av funktioner som kräver både tid och kunskap för att förstås och användas på bästa sätt.
Exempelvis måste reläskydden ha rätt inställningar. Annars kan fabriken eller sjukhuset i värsta fall bli helt svart, i onödan.
– På exempelvis ett kraftvärmeverk löste skyddet ut några gånger per år och allt blev svart. Det visade sig att deras frekvensskydd var inställt på 49,7 Hz när det borde varit mycket lägre. Så hade det varit i många år och kostat dem miljontals kronor, berättar Evert Agneholm.
Till historien hör också att kraftvärmeverk har föreskrifter från Svenska kraftnät att hålla sig till. Syftet är att skapa ett så stabilt elnät som möjligt och då går det inte att ha så höga inställningar på frekvensskyddet.
– Det finns egentligen bara ett problem: väldigt många blundar för det här och följer inte alla krav som ställs. Kanske kan det också bero på bristande kunskap.
Och inte ens nätägarna gör rätt, visar Svenska kraftnäts protokoll. I februari blev 30 000 elleviokunder och 70 000 andra kunder strömlösa i Dalarna. Orsaken var ett felaktigt skydd. Bara några veckor därpå slocknade Eons transformator i Alvesta på grund av ett felinställt skydd.
Även om felbortkopplingen inte är längre än några hundra millisekunder kan det räcka för att slå ut kritiska komponenter så att hela anläggningen måste startas om. En lösning kan vara att installera UPS:er, utrustning som kan garantera avbrottsfri kraftförsörjning under kortare perioder. Fast det är också en dyr åtgärd, omkring tusen kronor per kilowatt.
– Visst, vi kan också ta på oss skygglapparna och föreslå dyra tekniska lösningar, men en kedja är inte starkare än dess svagaste länk. Du kan lägga ner miljontals kronor på UPS:er och anläggningen svartnar ändå. Vi tycker att det mest kostnadseffektiva är att metodiskt gå igenom anläggningen och göra en prioriteringslista på åtgärder för att få en robust anläggning, säger Evert Agneholm.
Idén är enkel men arbetet kan ta lite tid. Första steget är att identifiera var felbortkopplingar kan inträffa, både de externa i yttre elnät såväl som de interna felen i den egna anläggningen. Sen ska sannolikheten för alla dessa felen beräknas och vilka konsekvenserna blir. Till slut kan man rita upp olika spänningsprofiler och se vilka delar av anläggningen som slås ut vid olika typer av elbortfall.
Vissa delar av anläggningen är också viktigare än andra. Fläkten i fikarummet är inte lika kritisk som matarvattenpumpen. Med en noggrann analys går det att ta fram en prioriteringslista över åtgärder.
– Sen måste kostnader och nyttor vägas mot varandra. Ibland kan investeringen vara så dyr och händelsen så ovanlig att det är billigare att tolerera enstaka produktionsbortfall, eller så kan en åtgärd för några tusenlappar spara hundratusentals kronor, säger Evert Agneholm.
Åtgärdslistan blir förmodligen lång, med hundratals olika åtgärder. Alla kan inte genomföras på en gång. Men med en långsiktig strategi går det långsamt åt rätt håll. När den gamla utrustningen ska bytas ut är det viktigt att den nya specifikationen redan är framtagen.
– I många fall köper man bara in en motor som har samma effekt som den gamla, när det egentligen finns anledning att se över dimensioneringen ur flera olika aspekter. Det finns motorer och frekvensomriktare som kan uthärda de korta elbortfallen, säger Andreas Petersson.
Att följa upp driftstörningar är en annan viktig del i arbetet. De flesta anläggningar sparar information och mätdata, men långt ifrån alla använder den för att spåra felen och genomföra förbättringar.
– Ofta är fokus på att få igång anläggningen så snabbt som möjligt och sen blir inte de här analyserna gjorda. Utifrån det jag har sett så skulle jag nog vilja säga att en majoritet inte gör en noggrann uppföljning, säger Evert Agneholm.
Vad beror det på?
– Det här är ganska komplexa saker så ibland saknas kunskapen, men många elorganisationer är också oerhört tajt bemannade, så de får inte den tid som behövs, säger Evert Agneholm.
Ett annat sätt att upptäcka bristerna i tid är att provköra och testa komponenternas olika funktioner, till exempel under ett driftstopp. Sådana tester bör göras regelbundet. Att det fungerade för tio år sen är ingen garanti för att det fungerar idag; någon del kanske har gått sönder eller bytts ut och påverkat hela systemets funktion.
– Vi har identifierat många fel och brister, även på nya anläggningar, så man kan helt enkelt inte ha testat alla funktionerna ordentligt. Det är jätteviktigt att verkligen testa och verifiera att allting funkar, säger Evert Agneholm.
I förra numret av Process Nordic skrev vi att industrin kan spara pengar på att göra nätbolagens investeringar. Flera oberoende elmatningar till anläggningen förbättrar oddsen att klara kortvariga elbortfall. Att bygga nya elledningar kan dock kosta tiotals eller hundratals miljoner.
Sen gäller det naturligtvis att även nätägarens skyddssystem fungerar.
– Man måste ha en kommunikation med den som äger nätet. Även om nätägaren tycker att det funkar så går det ju som kund att kräva bättre leveranskvalitet. Ofta kan det vara en god affär att gemensamt med nätägaren komma överens om investeringar som höjer leveranskvaliteten i nätet, säger Evert Agneholm.
Jesper Gunnarsson
Fakta
Så undviker du elbortfall
Gör en kartläggning av anläggningens potentiella felbortkopplingar, dess sannolikhet och konsekvenser. Väg investeringskostnader mot nyttor och gör en prioriteringslista. Sätt upp en långsiktig strategi och börja bocka av på listan.
Mät, dokumentera och gör analyser. Vad är grundorsaken till felen? Internt eller externt? Kan liknande problem undvikas i framtiden?
Testa komponenterna och funktionerna, även de som bara används ibland. Löser de ut som de ska? Har de rätt inställningar? Har frekvensomriktaren ett för snävt intervall?
Ställ krav på nätägaren. Finns oberoende matningar in till anläggningen? Har nätägaren uppdaterad mjukvara i ställverket? Har nätägaren testat funktionerna hos sina skydd? Investera i mätutrustning för att kunna styrka kraven.
Fakta
I förra numret skrev vi om processindustrins kostnader för elbortfall och nätbolagens ansvar för leveranssäkerheten. I nästa nummer skriver vi om de goda exemplen: det självförsörjande mönsterbruket och ångturbinerna som tillvaratar processånga för att driva kritiska delar av anläggningen vid strömavbrott.
Artikeln tidigare införd i Process Nordic nr 7 2016