ASSESSMENT OF ELECTRICAL SYSTEMS IN FIVE PILOT DISTRICS: Para, Wanica, Commewijne, Nickerie & Marowijne Decentralization and Local Government Strengthening Program (DLGP) Projectbureau Decentralisatie, Anton Dragtenweg 210, Paramaribo Operation: Project: Executor: 1343 / OC-SU SU0019- Decentralization and Local Government Strengthening Program (DLGP) Ministry of Regional Development 16 Februari 2009 Advanced Management of Power Systems Page 1 of 38
INHOUD 1. Inleiding... 3 2. Assessment in District Para... 4 2.1 Inventarisatie electrotechnische installatie... 4 2.1.1 Inventarisatie fysieke installatie... 4 2.1.2 Inventarisatie m.b.v. ION 7600 Power Analyzer... 4 2.2 Beoordeling meetresultaten voeding... 4 2.3 Advies... 5 3. Assessment in District Commewijne... 7 3.1 Inventarisatie electrotechnische installatie... 7 3.1.1 Inventarisatie fysieke installatie... 7 3.1.2 Inventarisatie m.b.v. ION 7600 Power Analyzer... 8 3.2 Beoordeling meetresultaten voeding en Advies... 8 4. Assessment in District Wanica... 9 4.1 Inventarisatie electrotechnische installatie... 9 4.1.1 Inventarisatie fysieke installatie... 9 4.1.2 Inventarisatie m.b.v. ION 7600 Power Analyzer... 9 4.2 Beoordeling meetresultaten voeding... 11 4.3 Advies... 13 5. Assessment in District Nickerie... 15 5.1 Inventarisatie electrotechnische installatie... 15 5.1.1 Inventarisatie fysieke installatie... 15 5.1.2 Inventarisatie m.b.v. ION 7600 Power Analyzer... 15 5.2 Beoordeling meetresultaten voeding... 17 5.3 Advies... 19 6. Assessment in District Marowijne... 21 6.1 Inventarisatie electrotechnische installatie... 21 6.1.1 Inventarisatie fysieke installatie... 22 6.1.2 Inventarisatie m.b.v. ION 7600 Power Analyzer... 23 6.2 Beoordeling meetresultaten voeding... 23 6.3 Advies... 23 7. Bijlagen... 25 7.1 Para: Electrische metingen m.b.v. ION 7600 op 8 & 9 Januari... 26 7.2 Wanica: Electrische metingen m.b.v. ION 7600 op 14 & 15 Januari... 30 7.3 Nickerie: Electrische metingen m.b.v. ION 7600 op 19 & 20 Januari... 34 7.4 Marowijne: Electrische metingen m.b.v. ION 7600 op 22 & 23 Januari... 38 Advanced Management of Power Systems Page 2 of 38
1. INLEIDING Dit rapport is tot stand gekomen als resultaat van de opdracht een Energie Survey uit te voeren in opdracht van het Ministerie van Regionale Ontwikeling. Het betrof een onderzoek naar de electrotechnische staat van vijf districscommissariaten in Para, Commewijne, Wanica, Nickerie en Marowijne. In het kader van het decentralisatieprogramma (DLGP) dat wordt uitgevoerd door het ministerie van Regionale Ontwikkeling en de Inter-American Development Bank (IDB) zal op korte termijn een Wide Area Network (WAN) worden opgezet tussen de districskantoren Wanica, Para, Commewijne, Nickerie en Marowijne en de hoofdlocatie in Paramaribo. Een onderzoek naar de kwaliteit en kwantiteit van de electrische voorziening van de electrotechnische installaties in bovengenoemde districtscommissariaten is vereist alvorens netwerk- en computerapparatuur duurzaam te installeren. De electrotechnische survey moest dus uitwijzen waar eventule mogelijkheden voor verbetering liggen binnen de electrotechnische installatie of binnen de ICT-processen. Dit is dan ook gebeurd en in dit rapport staan vermeld de resultaten van de uitgevoerde survey / metingen aan de electrotechnische installaties met bijbehorende adviezen. Het was de bedoeling de ION 7600 Power Aanalyzer voor 2 dagen aan te sluiten op elk van de binnen-komende voedingen van de EBS. Voor het districtskantoor Commewijne, waar reeds een aanvraag voor een nieuwe EBSaansluiting loopt, bleken deze metingen overbodig. Met het oog op het handhaven van de bedrijfscontinuïteit binnen de ICT-afdeling van deze commissariaten zijn er vervolgens adviezen en of aanbevelingen gedaan welke optimale productiviteit moeten helpen garanderen. Uit de resultaten van de inventarisatie zal blijken welke installatie-onderdelen of processen verbetering behoeven teneinde een functionele, veilige, betrouwbare en duurzame productiviteit te garanderen. In dit rapport zullen de inventarisaties, analyses en adviesen per district worden verwerkt in respectievelijke hoofdstukken. Advanced Management of Power Systems Page 3 of 38
2. ASSESSMENT IN DISTRICT PARA 2.1 Inventarisatie electrotechnische installatie Bij de inventarisatie van de electrotechnische installatie in het huidige commissariaat is gebleken dat er reeds een aanvraag loopt voor de uitbreiding van het beschikbare electrische vermogen. Het huidige beschikbare vermogen bedraagt 7,43 kva. Er is een uitbreiding aangevraagt voor het hoofdgebouw met een totaal van 20,98 kva. Omdat dit vermogen reeds een bestemming heeft, is door het commissariaat reeds besloten voor de nieuw te bouwen ICT-ruimte een nieuwe EBS-aansluiting aan te vragen. Het nieuw te bouwen gebouw waar deze ICTruimte in ondergebracht zal worden, ligt achter het huidige commissariaat en dicht bij een EBS trafo zodat aansluiting op dit distributienet in de naaste toekomst geen probleem mag opleveren. 2.1.1 Inventarisatie fysieke installatie Daar de ICT-ruimte nog gebouwd moet worden, behoeft er geen fysieke bestaande installatie te worden geïnspecteerd t.b.v. de nieuw te plaatsen netwerk- en computerapparatuur. Belangrijk is de nieuw te bouwen ruimte vakkundig in te richten, zodat de electrische voeding optimaal is voor bovengenoemde apparatuur. 2.1.2 Inventarisatie m.b.v. ION 7600 Power Analyzer Om toch een indruk te hebben van de kwaliteit van het plaatselijke EBS net, is de electrische voeding naar het huidige commissariaat m.b.v. de ION Power Analyzer geanalyseerd. Resultaten van deze metingen worden besproken in de volgende paragraaf en aanschouwelijk gemaakt in Bijlage 7.1. 2.2 Beoordeling meetresultaten voeding Bij het vergaren van data over de kwaliteit en kwantiteit van het door EBS geleverde electrische vermogen is een Power Analyzer gebruikt. Uit deze verkregen data wordt vervolgens afgeleid welke maatregelen getroffen moeten worden om apparatuur vakkundig te beschermen tegen `vuile` en of onvoldoende stroom. De kwaliteit en kwantiteit van de verschillende stromen, spanningen en vermogens zijn bij de hoofd (binnen komende) voeding gemeten in het commissariaat en wel bij de hoofdschakelaar. Enkele belangrijke meetresultaten zijn weergegeven in Bijlage 7.1. Deze metingen zijn gedurende twee werkdagen (08 en 09 Januari) verricht om zo een goed beeld te krijgen van de kwaliteit en kwantiteit van de geleverde electrische voeding. Deze data is dus belangrijk, omdat hiermede o.a. bepaald wordt in hoeverre het beschikbare vermogen toereikend is en aan welke technishe eisen aan te schaffen beveiligingsapparatuur (b.v. een UPS of Stabilizer) moet voldoen teneinde electronische apparatuur (in de ICT-ruimte) te beschermen tegen vuile stroom cq spanning. In deze paragraaf zijn de resultaten weergeven van een aantal metingen zoals spanningen, stromen, cos phi en de THD (Total Harmonic Distortion). Advanced Management of Power Systems Page 4 of 38
- De THD wordt gemeten als een percentage op een bepaalde fase, b.v. 91% THDi. Het verschil in niveau van de harmonischen aan de output-zijde wordt vergeleken met het niveau van de harmonischen aan de inputzijde, en het verschil wordt gekenmerkt als de waardering voor de distortion. Dit betekent dus dat het niveau van harmonische distortion 91% bedraagt van het output signaal. Gangbare percentages voor de THDv liggen rond de 3-4%. Gangbare percentages voor de THDi zijn maximaal ongeveer 30%. Bij extreem hoge percentages moeten mogelijke oorzaken verder onderzocht worden. Oorzaken kunnen zijn: een inefficiënte / defecte machine met hoge capaciteit en of een onzuivere sinus door veel `switchende` apparatuur. - Maximaal toelaatbare waarden voor de spanningen zijn +/- 10% variatie op de nominale spanningen (127Vac bij eenfase en 220vac bij twee fasen) van de EBS N.V. Enkele opmerkelijke resultaten welke uit de metingen in Para gedestilleerd kunnen worden, zijn de volgende: 1. Bijlage 7.1, figuur 7.1.5 - Geeft een overzicht van de `real-time` waarden van de diverse fase- en lijn- spanningen en stromen. 2. Bijlage 7.1, figuur 7.1.6 - maximale fasespanningen tussen de 131 Vac en 133 Vac - maximale lijnspanning tussen de 228 Vac en 233 Vac - maximale spanning op de Nul van 5 Vac - maximale lijnstroom tussen 36 A en 52 A - maximale stroom op de Nul van 13 A - minimale fasespanningen tussen de 120 Vac en 124 Vac - minimale lijnspanning tussen de 209 Vac en 217 Vac - minimale lijnstroom tussen 0 A en 6 A - minimale stroom op de Nul van 0 A. - De cos φ lag tussen 45% en 95% 3. Bijlage 7.1, figuur 7.1.7 - Geen indicatie van een Sag/Swell, wat aantoont dat er geen EBS uitval is geweest tijdens de periode tussen 08-01-09, 08:48 AM uur en 09-01-09, 03:54 PM uur - Geen indicatie van Transient, wat aantoont dat er geen ontoelaatbare spikes aanwezig waren groter dan +/- 6% van de nominale spanning en stroom. 4. Bijlage 7.1, figuur 7.1.8 - maximale THDv (Total Harmonic Distortion op de spanning) ligt voor alle drie fasen tussen de 4,4% en 4,7% - maximale THDi (Total Harmonic Distortion op de stroom) ligt voor alle drie fasen tussen de 40,2% en 75,7% 2.3 Advies 1. Voor het inrichten van een ICT-ruimte met twee servers of PC s, een airco voor een ruimte van 3m x 3m, verlichting en een tweetal wandcontactdozen is ongeveer een vermogen nodig van 4.500 VA. Advies: bij de EBS dient er een aansluiting met een vermogen van ongeveer 4.500 VA worden aangevraagd. Advanced Management of Power Systems Page 5 of 38
2. Ook de aan te schaffen UPS moet dus een minimaal vermogen kunnen leveren van 2kVA t.b.v. de twee servers/pc s. Voor wat betreft de back-up moeten genoeg batterijen zijn opgenomen om zoals gewenst een back-up van vier uren te leveren. 3. Voor wat betreft de gemeten spanningen en stromen het volgende: Fasespanningen van 131-133V zijn ruim 4,7% boven de nominale waarde van 127V welke EBS dient aan te leveren. Lijnspanningen van 233V zijn ruim 5,9% boven de nominale waarde van 220V welke EBS dient aan te leveren. Alhoewel de EBS binnen hun marge van +/- 10% ligt, zijn dit schadelijke spanningen voor gevoelige electronische apparatuur die vaak van Amerikaanse makelij is met een nominale spanning van 110V of 190V (denk aan PC s). Ook lage spanningen kunnen schadelijk zijn voor apparatuur. Zo blijkt een minimale fasespanning van 120V, 5,5% af te wijken van de nominale 127V en blijkt een minimale lijnspanning van 209V voor wel 5% af te wijken van de nominale 220V. Het advies hierbij is gevoelige apparatuur te beveiligen m.b.v. UPS (Uninterruptible Power Supply). Enerzijds om de apparatuur te beveiligen tegen vuile stroom, anderzijds kunnen UPSen een back-up leveren bij stroomuitval. Een voorstel voor de benodigde technische specificaties voor een robuuste UPS is een éénfase 2 kva AdPoS UPS systeem met als - Input: 1. Type: 1P2W, één fase + Nul 2. Voltage: 127V 3. Range: +/- 10% - Output: 1. Type: 1P2W, één fase + Nul 2. Voltage: 127V 3. Range: +/- 4% 4. Verder is de spanning op de Nul (Neutraal), 5Vac, wat aan de hoge kant. Het is raadzaam de aarding opnieuw te inspecteren. Deze moet laag genoeg zijn om een veilige installatie in stand te houden. 5. Een ander advies is te proberen de belasting zo goed als mogelijk te balanceren zodat de stroom door de nul laag blijft. Een maximale gemeten waarde van 13A betekent dat de fasestromen teveel verschillen van elkaar, waardoor de I N te groot is. Een andere reden is de hoge THDi welke ook verminderd moet worden. 6. Verder is gebleken dat er vrij hoge percentages op de THDi (40%-76%) aanwezig zijn. Het advies is mogelijke oorzaken verder te onderzoeken. Mogelijke oorzaken kunnen zijn inefficiënte / defecte machines met hoge capaciteit of een onzuivere sinus door veel `switchende` apparatuur. 7. Een cos phi van 45%, komt overeen met een fasehoek van ongeveer 63,3 o. Dit betekent dat er een groter reactief vermogen aanwezig is dan toelaatbaar welke waarschijnlijk een boete van de EBS tot gevolg zal hebben. Een cos phi kleiner dan 71% betekent een grotere belasting voor de EBS, welke ze dus afstraffen met het geven van een boete aan de verbruiker. Advies: Het is dus aan te bevelen de belasting op de een of andere manier capacitiever te maken. Advanced Management of Power Systems Page 6 of 38
3. ASSESSMENT IN DISTRICT COMMEWIJNE 3.1 Inventarisatie electrotechnische installatie Bij de inventarisatie van de electrotechnische installatie in het huidige commissariaat is gebleken dat ook hier net als in Para een nieuw gebouw zal worden opgezet voor het onderbrengen van de nieuwe ICT-ruimte. Deze ruimte zal opgezet worden achter het DFP gebouw (zie figuur 3.1). Het benodigde vermogen voor deze nieuwe ruimte is reeds aangevraagd door een installateur bij de EBS. Met de bouw van de nieuwe ruimte moet echter nog begonnen worden. 3.1.1 Inventarisatie fysieke installatie Daar de ICT-ruimte nog gebouwd moet worden, behoeft er geen fysieke bestaande installatie te worden geïnspecteerd t.b.v. de nieuw te plaatsen netwerk- en computer-apparatuur. Belangrijk is de nieuw te bouwen ruimte vakkundig in te richten, zodat de electrische voeding optimaal is voor bovengenoemde apparatuur. Figuur 3.1 Achter het dit DFP gebouw komt nieuwe ICT-ruimte te staan Advanced Management of Power Systems Page 7 of 38
3.1.2 Inventarisatie m.b.v. ION 7600 Power Analyzer Op Commewijne is er niet gemeten met de ION Power Analyzer, omdat ook hier een volledig nieuwe installatie wordt aangelegd t.b.v. de nieuwe ICT-faciliteiten. Het blijkt ook dat de nieuwe aansluiting zal plaatsvinden op een geheel andere voedingslijn dan waarop het huidge commissariaat is aangesloten. 3.2 Beoordeling meetresultaten voeding en advies Wel zijn er momentane metingen verricht in de bestaande installatie van het commissariaat om toch een beeld te hebben van de plaatselijke kwaliteit van de electrische energie. De fase spanning bleek 108Vac te bedragen, welke absoluut veels te laag is in vergelijking met een nominale EBS-spanning van 127Vac. Deze spanning blijkt dus ongeveer 15% lager te liggen, 5% boven de 10% welke EBS wettelijk mag overstijgen. De voeding voor de nieuwe ICT-ruimte wordt straks gehaald van een verdeelinrichting geplaatst in een pas gebouwde ICT-faciliteit. Electrische voorzieningen die daar zijn aangebracht (met een hoofdbeveiliging van 125A) bleken ruim voldoende om ook de geplande uitbreiding t.b.v. de nieuwe ICT-ruimte te kunnen dragen. Het advies is zorg te dragen dat de EBS: - een correcte spanning van dicht rond de 127V aanbiedt (en dus geen 108Vac). - De installatie keurt, waarbij de aardverspreidingsweerstand kleiner is dan 1 ohm en waarbij de spanning tussen `nul` en neutraal kleiner is dan 2V. Verder is belangrijk dat: - uit het aangevraagde vermogen niet minder dan 4.500 VA wordt gereserveerd t.b.v. de DLGP-ICT-ruimte voor het voeden van de server(s)/pc, airco, wandcontactdozen en verlichting in deze ruimte. - er ook UPS-systemen worden geplaatst tussen de EBS-voeding en de server(s) of pc(s) om deze te beschermen tegen vuile stroom en `in de lucht te houden` bij stroomuitval. Advanced Management of Power Systems Page 8 of 38
4. ASSESSMENT IN DISTRICT WANICA 4.1 Inventarisatie electrotechnische installatie Bij de inventarisatie van de electrotechnische installatie in het huidige commissariaat is gebleken dat er voldoende vermogen aanwezig is voor de uitbreiding t.b.v. de nieuwe ICT-ruimte die wordt opgezet naast het huidige commissariaat (zie figuur 4.1). Tijdens de twee dagen durende meting, op 14 en 15 januari, is gebleken dat nog niet eens de helft van het beschikbaar vermogen van ongeveer 61kVA gebruikt wordt t.b.v. de huidig aangesloten belasting in het commissariaat. Het zal dus geen probleem zijn hieruit ongeveer 4,5 kva te gebruiken t.b.v. de nieuwe ICT-ruimte. 4.1.1 Inventarisatie fysieke installatie Daar de ICT-ruimte nog gebouwd moet worden, behoeft er geen fysieke bestaande installatie te worden geïnspecteerd t.b.v. de nieuw te plaatsen netwerk- en computer-apparatuur. Belangrijk is de nieuw te bouwen ruimte vakkundig in te richten, zodat de electrische voeding optimaal is voor bovengenoemde apparatuur. Bij buurtonderzoek is gebleken dat vooral in de avonduren de stroom, vaker voor ongeveer een half uur, uitvalt in de buurt en dus ook op het commissariaat. Dit heeft als gevolg dat vooral op de maandag de in gebruik zijnde servers vaker opnieuw moeten worden opgestart. UPS-systemen zullen dus hier niet alleen robuust moeten zijn, maar ook extra grote back-up capaciteit moeten hebben. 4.1.2 Inventarisatie m.b.v. ION 7600 Power Analyzer Om toch een indruk te hebben van de kwaliteit van het plaatselijke EBS-net, is de electrische voeding naar het huidige commissariaat m.b.v. de ION Power Analyzer geanalyseerd. Resultaten van deze metingen zijn besproken in de volgende paragraaf en aanschouwelijk gemaakt in Bijlage 7.2. Advanced Management of Power Systems Page 9 of 38
Figuur 4.1 Nieuwe ICT-ruimte komt naast dit hoofdgebouw in Wanica te staan Advanced Management of Power Systems Page 10 of 38
Figuur 4.2 Meting aan hoofdverdeelinrichting Commissariaat Wanica 4.2 Beoordeling meetresultaten voeding Bij het vergaren van data over de kwaliteit en kwantiteit van het door EBS geleverde electrische vermogen is een Power Analyzer gebruikt (zie figuur 4.2). Uit deze verkregen data wordt vervolgens afgeleid welke maatregelen getroffen moeten worden om apparatuur vakkundig te beschermen tegen `vuile` en of onvoldoende stroom. De kwaliteit en kwantiteit van de verschillende stromen, spanningen en vermogens zijn bij de hoofd (binnen komende) voeding gemeten in het commissariaat bij de hoofdschakelaar. Enkele belangrijke meetresultaten zijn weergegeven in Bijlage 7.2. Deze metingen zijn gedurende 14 en 15 Januari verricht om zo een goed beeld te krijgen van de kwaliteit en kwantiteit van de geleverde electrische voeding. Advanced Management of Power Systems Page 11 of 38
Deze data is dus belangrijk, omdat hiermede o.a. bepaald wordt in hoeverre het beschikbare vermogen toereikend is en aan welke technishe eisen aan te schaffen beveiligingsapparatuur (b.v. een UPS of Stabilizer) moet voldoen teneinde electronische apparatuur in de ICT-ruimte te beschermen tegen vuile stroom cq spanning. In deze paragraaf zijn de resultaten weergeven van een aantal metingen zoals spanningen, stromen, cos phi en de THD (Total Harmonic Distortion). De THD wordt gemeten als een percentage op een bepaalde fase, b.v. 91% THDi. Het verschil in niveau van de harmonischen aan de output-zijde wordt vergeleken met het niveau van de harmonischen aan de input-zijde, en het verschil wordt gekenmerkt als de waardering voor de distortion. Dit betekent dus dat het niveau van harmonische distortion 91% bedraagt van het output signaal. Gangbare percentages voor de THDv liggen rond de 3-4%. Gangbare percentages voor de THDi zijn maximaal ongeveer 30%. Bij extreem hoge percentages moeten mogelijke oorzaken verder onderzocht worden. Oorzaken kunnen zijn een inefficiënte / defecte machine met hoge capaciteit of een onzuivere sinus door veel `switchende` apparatuur. Enkele opmerkelijke resultaten welke uit de metingen gedestilleerd kunnen worden, zijn de volgende: 1. Bijlage 7.2, figuur 7.2.5 - Geeft een overzicht van de `real-time` waarden van de diverse fase- en lijn- spanningen en stromen. 2. Bijlage 7.2, figuur 7.2.6 - maximale fasespanningen tussen de 134 Vac en 161 Vac - maximale lijnspanning tussen de 229 Vac en 234 Vac - maximale spanning op de Nul van 34 Vac - maximale lijnstroom tussen 73 A en 84 A - maximale stroom op de Nul van 12 A - minimale fasespanningen tussen de 109 Vac en 125 Vac - minimale lijnspanning tussen de 209 Vac en 216 Vac - minimale lijnstroom tussen 4 A en 7 A - minimale stroom op de Nul van 0 A. - De cos φ lag tussen 48% en 95% 3. Bijlage 7.2, figuur 7.2.7 - Geen indicatie van een Sag/Swell, wat aantoont dat er geen EBS uitval is geweest tijdens de periode tussen 14-01-09, 07:46 AM uur en 15-01-09, 03:38 PM uur - Geen indicatie van Transient, wat aantoont dat er geen ontoelaatbare spikes aanwezig waren groter dan +/- 6% van de nominale spanning en stroom. 4. Bijlage 7.2, figuur 7.2.8 - maximale THDv (Total Harmonic Distortion op de spanning) ligt voor alle drie fasen tussen de 52,9% en 73,8% - maximale THDi (Total Harmonic Distortion op de stroom) ligt voor alle drie fasen tussen de 28,6% en 52,8% Advanced Management of Power Systems Page 12 of 38
4.3 Advies 1. Voor het inrichten van een ICT-ruimte met twee servers of PC s, een airco voor een ruimte van ongeveer 3mx3m, verlichting en een tweetal wandcontactdozen is ongeveer een vermogen nodig van 4.500 VA. Advies: bij de EBS dient er dus een aansluiting met een vermogen van ongeveer 4.500 VA worden aangevraagd. 2. Ook de aan te schaffen UPS moet hier dus een minimaal vermogen kunnen leveren van 2 kva t.b.v. de twee servers/pc s. Voor wat betreft de back-up moeten genoeg batterijen zijn opgenomen om zoals gewenst een back-up van vier uren te leveren. Een standaard UPS zal tekort schieten daar de stroomvoorziening vaker wordt onderbroken voor langere perioden. 3. Voor wat betreft de spanningen en stromen het volgende : Fasespanningen van 161V zijn ruim 27% boven de nominale waarde van 127V welke EBS dient aan te leveren. Lijnspanningen van 234V zijn ruim 6% boven de nominale waarde van 220V welke EBS dient aan te leveren. Dit zijn zeer schadelijke spanningen voor gevoelige electronische apparatuur die vaak van Amerikaanse makelij is met een nominale spanning van 110V of 190V (denk aan PC s). Ook lage spanningen kunnen schadelijk zijn voor apparatuur. Zo blijkt een minimale fasespanning van 109V ongeveer 14% af te wijken van de nominale 127V en blijkt een minimale lijnspanning van 209V voor wel 5% af te wijken van de nominale 220V. Een advies hierbij is gevoelige apparatuur te beveiligen m.b.v. UPS (Uninterruptible Power Supply). Enerzijds om de apparatuur te beveiligen tegen vuile stroom, anderzijds kunnen UPSen een back-up leveren bij stroomuitval. Een ander advies is om de EBS in te schakelen die voorzieningen te treffen zodat de spanning toch binnen acceptabele grensen van +/- 10% blijft. Dit omdat de meeste UPS-systemen een input range van ongeveer 10% hebben. Deze UPS-systemen zullen dus ook vaker uitvallen bij deze ingangsspanningen en dus niet effectief zijn. Een advies waarbij ook de EBS ingeschakeld dient te worden is de verschilspanning tussen de drie fasen. Uit figuur 7.2.6 blijkt een onbalans op de fasespanningen te bestaan van wel 21% welke onacceptabel is. De EBS moet ook dit corrigeren. Een voorstel voor de benodigde technische specificaties voor een robuuste UPS is een éénfase 2 kva AdPoS UPS systeem met als - Input: 1. Type: 1P2W, één fase + Nul 2. Voltage: 127V 3. Range: +/- 15% - Output: 1. Type: 1P2W, één fase + Nul 2. Voltage: 127V 3. Range: +/- 4% Advanced Management of Power Systems Page 13 of 38
4. Verder is de spanning op de Nul (Neutraal), 34Vac, wat ontoelaatbaar hoog is. Het is raadzaam de aarding opnieuw te inspecteren. Deze moet laag genoeg zijn om een veilige installatie in stand te houden. 5. Een ander advies is te proberen de belasting zo goed als mogelijk te balanceren (onbalans is ongeveer 25%, zie bijlage 7.2, figuur 7.2.6) zodat de stroom door de nul laag blijft. Een maximale gemeten waarde van 12A betekent dat andere fasestromen teveel verschillen van elkaar, waardoor de I N te groot is. Een andere reden is de hoge THDi welke ook verminderd moet worden. 6. Verder is gebleken dat er vrij hoge percentages op de THDi (28,6%-52,8%) en op de THDv (52,9-73,8%) aanwezig zijn. Het advies is mogelijke oorzaken verder te onderzoeken. Mogelijke oorzaken kunnen zijn inefficiënte / defecte machines met hoge capaciteit of een onzuivere sinus door veel `switchende` apparatuur. 7. Een cos phi van 48%, komt overeen met een fasehoek van ongeveer 61,3 o. Dit betekent dat er een groter reactief vermogen aanwezig is dan toelaatbaar welke waarschijnlijk een boete van de EBS tot gevolg zal hebben. Een cos phi kleiner dan 71% betekent een grotere belasting voor de EBS, welke ze dus afstraffen met het geven van een boete aan de verbruiker. Advies: Het is dus aan te bevelen de belasting op de een of andere manier capacitiever te maken. Advanced Management of Power Systems Page 14 of 38
5. ASSESSMENT IN DISTRICT NICKERIE 5.1 Inventarisatie electrotechnische installatie Bij de inventarisatie van de electrotechnische installatie in het huidige commissariaat is gebleken dat er voldoende vermogen aanwezig is voor de uitbreiding t.b.v. de nieuwe ICT-ruimte die wordt opgezet direct achter het huidige commissariaat. De huidige installatie blijkt enkele jaren geleden te zijn uitgebreid waardoor er op dit moment voldoende vermogen beschikbaar is voor de activiteiten die worden ontplooid binnen dit gebouw. Tijdens de twee dagen durende meting, op 19 en 20 Januari, is gebleken dat van het beschikbare vermogen van 38 kva er maximaal rond de 28 kva werd gebruikt; ongeveer 75% van het beschikbaar vermogen. Het zou dus mogelijk moeten zijn 4,5 kva toe te kennen voor de nieuw te bouwen ICT-locatie. Mocht het commissariaat overgaan tot het installeren en aansluiten van meer apparatuur w.o. airco units, computers, etc. zal wel degelijk verdere uitbreiding van het beschikbare vermogen nodig zijn. Bij een toename van opgestelde apparatuur zal verdere uitbreiding van het beschikbare vermogen dus een `must` zijn. 5.1.1 Inventarisatie fysieke installatie Daar de ICT-ruimte nog gebouwd moet worden, behoeft er geen fysieke bestaande installatie te worden geïnspecteerd. Belangrijk is de nieuw te bouwen ruimte vakkundig in te richten. Als het een stenen gebouw wordt, hoort dus ook een deugdelijke aarding geplaatst te worden. Bij onderzoek is o.a. gebleken dat: - men weinig last heeft van stroomuitval in het commissariaat en in de naaste omgeving - de verdeelinrichting in het hoofdgebouw niet netjes en overzichtelijk is, waardoor de installatie inboet aan veiligheid en dus in zijn totaliteit revisie behoeft (zie figuur 5.1) Net als bij Wanica kan de voeding voor de nieuwbouw worden `getrokken` uit de bestaande installatie van het commissariaat. De nieuwe ruimte komt te staan achter het commissariaat (zie figuur 5.2). 5.1.2 Inventarisatie m.b.v. ION 7600 Power Analyzer Om toch een indruk te hebben van de kwaliteit van het plaatselijke EBS net, is de electrische voeding naar het huidige commissariaat m.b.v. de ION Power Analyzer geanalyseerd (zie figuur 5.1). Resultaten van deze metingen zijn besproken in de volgende paragraaf en aanschouwelijk gemaakt in Bijlage 7.3. Advanced Management of Power Systems Page 15 of 38
Figuur 5.1 Meting installatie te Nickerie Advanced Management of Power Systems Page 16 of 38
Figuur 5.2 Locatie nieuwe ICT-ruimte Nickerie 5.2 Beoordeling meetresultaten voeding Bij het vergaren van data over de kwaliteit en kwantiteit van het door EBS geleverde electrische vermogen is een Power Analyzer gebruikt. Uit deze verkregen data wordt vervolgens afgeleid welke maatregelen getroffen moeten worden om apparatuur vakkundig te beschermen tegen `vuile` en of onvoldoende stroom. De kwaliteit en kwantiteit van de verschillende stromen, spanningen en vermogens zijn bij de hoofd (binnen komende) voeding gemeten in het commissariaat bij de hoofdschakelaar. Enkele belangrijke meetresultaten zijn weergegeven in Bijlage 7.3. Deze metingen zijn gedurende 19 en 20 Januari verricht om zo een goed beeld te krijgen van de kwaliteit en kwantiteit van de geleverde electrische voeding. Deze data is dus belangrijk, omdat hiermede o.a. bepaald wordt in hoeverre het beschikbare vermogen toereikend is en aan welke technishe eisen aan te schaffen beveiligingsapparatuur (b.v. een UPS of Stabilizer) moet voldoen teneinde electronische apparatuur in de ICT-ruimte te beschermen tegen vuile stroom cq spanning. Advanced Management of Power Systems Page 17 of 38
In deze paragraaf zijn de resultaten weergeven van een aantal metingen zoals spanningen, stromen, cos phi en de THD (Total Harmonic Distortion). De THD wordt gemeten als een percentage op een bepaalde fase, b.v. 91% THDi. Het verschil in niveau van de harmonischen aan de output-zijde wordt vergeleken met het niveau van de harmonischen aan de input-zijde, en het verschil wordt gekenmerkt als de waardering voor de distortion. Dit betekent dus dat het niveau van harmonische distortion 91% bedraagt van het output signaal. Gangbare percentages voor de THDv liggen rond de 3-4%. Gangbare percentages voor de THDi zijn maximaal ongeveer 30%. Bij extreem hoge percentages moeten mogelijke oorzaken verder onderzocht worden. Een oorzaak kan zijn een inefficiënte / defecte machine met hoge capaciteit of een onzuivere sinus door veel `switchende` apparatuur. Enkele opmerkelijke resultaten welke uit de metingen gedestilleerd kunnen worden, zijn de volgende: 1. Bijlage 7.3, figuur 7.3.5 - Geeft een overzicht van de `real-time` waarden van de diverse fase- en lijn- spanningen en stromen. 2. Bijlage 7.3, figuur 7.3.6 - maximale fasespanningen tussen de 129 Vac en 134 Vac - maximale lijnspanning tussen de 225 Vac en 230 Vac - maximale spanning op de Nul van 10 Vac - maximale lijnstroom tussen 61 A en 75 A - maximale stroom op de Nul van 11 A - minimale fasespanningen tussen de 108 Vac en 112 Vac - minimale lijnspanning tussen de 186 Vac en 194 Vac - minimale lijnstroom tussen 0 A en 8 A - minimale stroom op de Nul van 0 A. - De cos φ lag tussen 53% en 98% 3. Bijlage 7.3, figuur 7.3.7 - Geen indicatie van een Sag/Swell, wat aantoont dat er geen EBS uitval is geweest tijdens de periode tussen 19-01-09 om 07:46 AM uur en 20-01-09, 02:35 PM uur - Geen indicatie van Transient, wat aantoont dat er geen ontoelaatbare spikes aanwezig waren groter dan +/- 6% van de nominale spanning en stroom. 4. Bijlage 7.3, figuur 7.3.8 - maximale THDv (Total Harmonic Distortion op de spanning) ligt voor alle drie fasen tussen de 2,4% en 2,5% - maximale THDi (Total Harmonic Distortion op de stroom) ligt voor alle drie fasen tussen de 29,2% en 83,5% Advanced Management of Power Systems Page 18 of 38
5.3 Advies 1. Ook de aan te schaffen UPS moet dus een minimaal vermogen kunnen leveren van 2 kva t.b.v. de twee servers/pc s. Voor wat betreft de back-up moeten genoeg batterijen zijn opgenomen om zogewenst een back-up van vier uren te leveren. Een standaard UPS zal tekort schieten daar de stroomvoorziening vaker wordt onderbroken voor langere perioden. 2. Voor het inrichten van een ICT-ruimte met twee servers of PC s, een airco voor een ruimte van ongeveer 3mx3m, verlichting en een tweetal wandcontactdozen is ongeveer een vermogen nodig van 4.500 VA. Advies: bij de EBS dient er dus een aansluiting met een vermogen van ongeveer 4.500 VA worden aangevraagd. 3. Voor wat betreft de spanningen en stromen het volgende : Fasespanningen van 134 V zijn ruim 5,5% boven de nominale waarde van 127V welke EBS dient aan te leveren. Lijnspanningen van 230 V zijn ruim 4,5% boven de nominale waarde van 220V welke EBS dient aan te leveren. Dit zijn geen gewenste spanningen voor gevoelige electronische apparatuur die vaak van Amerikaanse makelij is met een nominale spanning van 110V of 190V (denk aan PC s). Ook lage spanningen kunnen schadelijk zijn voor apparatuur. Zo blijkt een minimale fasespanning van 108V ongeveer 15% af te wijken van de nominale 127V en blijkt een minimale lijnspanning van 186 V voor wel 15,5% af te wijken van de nominale 220V. Een advies hierbij is gevoelige apparatuur te beveiligen m.b.v. UPS (Uninterruptible Power Supply). Enerzijds om de apparatuur te beveiligen tegen vuile stroom, anderzijds kunnen UPSen een back-up leveren bij stroomuitval. Een ander advies is om de EBS in te schakelen die voorzieningen te treffen zodat de spanning toch binnen acceptabele grensen van +/- 10% blijft. Dit omdat de meeste UPS systemen een input range van ongeveer 10% hebben. Deze UPS systemen zullen dus ook vaker uitvallen bij deze ingangsspanningen en dus niet effectief zijn. Een voorstel voor de benodigde technische specificaties voor een robuuste UPS is een éénfase 2 kva AdPoS UPS systeem met als - Input: 1. Type: 1P2W, één fase + Nul 2. Voltage: 127V 3. Range: +/- 15% - Output: 1. Type: 1P2W, één fase + Nul 2. Voltage: 127V 3. Range: +/- 4% 4. Verder is de spanning op de Nul (Neutraal), 10Vac, wat aan de hoge kant is. Het is raadzaam de aarding opnieuw te inspecteren. Deze moet laag genoeg zijn om een veilige installatie in stand te houden. Advanced Management of Power Systems Page 19 of 38
5. Een ander advies is te proberen de belasting zo goed als mogelijk te balanceren, zodat de stroom door de nul laag blijft. Een maximale gemeten waarde van 11A betekent dat andere fasestromen teveel verschillen van elkaar, waardoor de I N te groot is. Een andere reden is de hoge THDi welke ook verminderd moet worden. 6. Verder is gebleken dat de THDv op de spanning acceptabel zijn, maar niet de THDi (29,2%-83,5%). Het advies is mogelijke oorzaken verder te onderzoeken. Mogelijke oorzaken kunnen zijn inefficiënte / defecte machines met hoge capaciteit of een onzuivere sinus door veel `switchende` apparatuur. 7. Het hoofdgebouw is een houten gebouw zonder aarding. Volgens EBS richtlijnen is dit geen probleem, echter is het aan te raden voor de pc s en servers een aparte aarding aan te brengen, vooral als het nieuwe ICT-gebouw van steen wordt opgetrokken. 8. Een cos phi van 53%, komt overeen met een fasehoek van ongeveer 58 o. Dit betekent dat er een groter reactief vermogen aanwezig is dan toelaatbaar welke waarschijnlijk een boete van de EBS tot gevolg zal hebben. Een cos phi kleiner dan 71% betekent een grotere belasting voor de EBS, welke ze dus afstraffen met het geven van een boete aan de verbruiker. Advies: Het is dus aan te bevelen de belasting op de een of andere manier capacitiever te maken. Advanced Management of Power Systems Page 20 of 38