Avsikten med rapporten är att kartlägga och analysera förekommande övertoner i anslutning till en utav AstraZenecas Uninteruptible Power Supply (UPS) anläggningar. Samt ge en generell inblick på övertoner och dess karaktäristik i form av konsekvenser och lösningar.

Analysen har skett genom mätningar med två olika instrument, en ultraljudsmikrofon och en nätanalysator. Ultraljudsmikrofonen mäter ljudfrekvenser i luften som kan kopplas till vibrationerna alstrade av övertonerna i transformatorerna. Nätanalysatorn användes i syfte att mäta övertonerna i direkt anslutning till ledningarna och ge en komplett bild av de tre fasernas vågform. Valet att använda ultraljudsmikrofonen och nätanalysatorn baserades på att ha en tvåfaldig bekräftelse av förekommande övertoner. Då två olika datainsamlingsmetoder ökar trovärdigheten i resultaten, ifall dessa överensstämmer.

Resultaten visade förekomsten av 2:a, 5:e, 7:e, 11:e och 13:e strömövertoner. Dessa uppmättes i en punkt emellan transformatorn före UPS:en och UPS:en i sig. Källan till strömövertonerna är 6-puls likriktaren ansluten inuti UPS:en. Spänningens vågform påvisade inga större övertoner utan föll inom normala gränsvärden, vilket är ett resultat av att mätningen utfördes på inkommande sida av UPS:en. Efter UPS uppmättes kraftigare övertoner än före. Dessa sträckte sig ifrån 2:a till 7:e ordningen och bestod av både jämna och udda övertoner. Orsaken anses vara växelriktarens hackande av batteriets likspänning, samt pulse width modulation (PWM)-tekniken.

Ultraljudsmikrofonens förmåga visade sig vara mindre anpassad för ändamålet i jämförelse med nätanalysatorn, då den inte påvisade utslag på de kraftigaste övertonerna uppmätta med nätanalysatorn. Nätanalysatorn var nyckelinstrumentet som bekräftade förekomsten av övertoner ifrån en 6-pulsbrygga före UPS och växelriktarens spår efter UPS.

Konsekvenser orsakade av övertonerna framgick som slitage på materiel, onödiga energiförluster och värmeutveckling i ledningar och komponenter. Lösningarna består utav diverse filter eller ombyggnationer. Dessa åtgärder ansågs inte vara ett självklart val ur ett ekonomiskt perspektiv då skadeverkan anses låg.

The purpose of this report is to map and analyse the existing harmonics in connection with one of AstraZeneca´s Uninterruptible Power Supply (UPS) stations. Additionally, give a general insight of the harmonic distortion’s characteristics accompanied by their consequences and solutions.

The analysis was carried out using two different instruments, an ultrasound microphone and a network analyser. The ultrasound microphone measures sound frequencies in the air which can be associated with the vibrations produced by the harmonics in the transformer. The network analyser was used with the intent to measure the harmonic distortions directly on the powerline in order to give a complete picture of the three phase’s waveform. The decision to use two different instruments was to achieve a twofold confirmation of the present harmonics. In the case of correlation between the two.

The results showed the presence of 2nd, 5th, 7th, 11th and 13th harmonics in the current’s distortion. These were measured in a point between the transformer before the UPS and the UPS itself. The source of the harmonic distortion is the 6-pulse rectifier inside the UPS. The harmonic distortion found inside the voltage showed no sign of exceeding regular harmonic distortion levels, which is a result of the measurements taking place on the incoming line of the UPS. After the UPS, the measurements showed greater harmonics than the measurement before the UPS. These harmonics included both even and odd going from the 2nd to 7th order. The cause seems to be the inverter’s switching of the batteries DC-voltage together with the pulse width modulation (PWM)-technology.

The ultrasound microphones ability proved to be less adapted for this purpose in comparison to the network analyser since it did not pick up the strongest harmonics showed by the network analyser. The network analyser proved to be the key instrument for measuring the harmonics associated with the 6-pulsebridge, which exclusively can be pointed out as belonging to the rectifier in the UPS station. The network analyser also traced the tracks left by the inverter after the UPS.

The consequences caused by the harmonic distortion spawns in the shape of excessive wear, unnecessary energy losses and heat increase in power lines and components. The solutions for this matter are various types of filters or reconstruction of components. These actions are not deemed as an obvious choice from economic standpoint due to the low estimated damage caused by the harmonics.