Alta harmonioj? Via transformilo povas troviĝi en superĉarma stato kaj rapide aĝi.

Ĉi tiu raporto estas baza sur analizo de unudaga monitorado de kvalito de elektra energio en la distribua sistemo de via kompanio. La datumoj montras, ke en la sistemo ekzistas signifa tri-faza harmonia distordo (kun alta totala harmonia distordo de kuranto, THDi). Laŭ internaciaj normoj (IEC/IEEE), harmoniaj kurantoj ĉe tiu nivelo povas prezentarigi grandajn riskojn por sekura, fidebla kaj ekonomia operacio de la transformilo de la elektra provizo, ĉefe manifestante per aldona varmproduktado, malpliiĝo de servoperiodo, eĉ daŭroda damaĝo.

1. Resumo de Testdatumoj

• Monitorita Parametro: Totala Harmonia Distordo de Tri-Faza Kuranto (A THD[50] Avg [%] L1, L2, L3)

• Monitora Duraĵo: 4:00 posttagmeze de la 8-a de septembro 2025 ĝis 8:00 matene de la 9-a de septembro 2025 (Tempo de Ruando)

Fonto de Datumoj: FLUKE 1732 Power Logger

• Dum la monitora periodo, la totala harmonia distordo de tri-faza kuranto (THDi) restis ĉe alta nivelo (ekzemple, konstante ĉirkaŭ 60%).

• Ĉi tiu harmonia nivelo signife superas la rekomendatan bonan praktikon (THDi < 5%) kaj la ĝenerale permesitan rangon (THDi < 8%) por distribuaj sistemoj specifikitaj en internaciaj normoj kiel IEEE 519-2014 kaj IEC 61000-2-2.

2. Mekanismo de la Efiko de Harmoniaj Kurantoj sur Transformiloj (Analizo de Problemo)

Transformiloj estas disignitaj bazite sur pura 50Hz sinusa kuranto. Harmoniaj kurantoj (especialte la 3-a, 5-a, kaj 7-a harmonioj) kaŭzas du kernajn problemojn:

• Duobligita Eddia Varma Perdo: La eddia varma perdo en la bobenoj de la transformilo estas proporcia al la kvadrato de la frekvenco de la kuranto. Alta-frekvencaj harmoniaj kurantoj kondukas al akra pligrandiĝo de eddia varma perdo, multe superanta la disignvaloron bazitan sur la fundamenta kuranto.

• Aldona Varmproduktado kaj Termika Streĉo: La supre menciitaj aldonaĵperdoj estas konvertitaj al varmo, rezultigante abnorman varmaltiĝon en la bobenoj kaj ferkernejo de la transformilo.

3. Riska Valoro Bazita sur Internaciaj Normoj

Laŭ la provizoj de IEC 60076-1 kaj IEEE Std C57.110 pri operacio de transformiloj sub ne-sinusa kuranto, la ĉefaj riskoj prezentiĝantaj pro la nuntempa harmonia nivelo al via transformilo inkluzivas:

• Risko 1: Akcelita Insulado-Agingo kaj Severa Malpliiĝo de ServoperiodoLa servoperiodo de transformilo estas direkt-determinata per sia operacietemperaturo. Regulo de polso indikas, ke por ĉiu kontinua 6-10°C-pligrandiĝo de la bobenatemperaturo, la insulado-agingrapido duobliĝas, kaj la atendata servoperiodo de la transformilo duonigas respektive. Longtempe supervarmega stato faros la transformilan insuladon britela, fine kondukante al difektoj pro disrompiĝo.

• Risko 2: Malpliiĝo de Reala Kapablo Porti Laston (Derating Necesigita)Por eviti supervarmegon, la transformilo ne povas operaci je sia nominara kapablo sub la nuntempa harmonia nivelo. Laŭ la kalkulemetodo en IEEE Std C57.110, la transformilo devas esti derateita (ekzemple, kiam THDi estas 12%, la deratingfaktoro povus esti 0.92 aŭ pli malalta). Tio signifas, ke transformilo kun nominara kapablo de 1000kVA povus havi realan sekuran lastportan kapablon malpli ol 920kVA, limigante la potencialon de kapaciga vastigo de la sistemo.

• Risko 3: Pligrandiĝo de Kampa Forto de TransformiloLaŭ la formulo de elektromotiva forto Et = 4.44 ⋅f⋅Φm (kie f estas frekvenco), harmonioj generas alta-frekvencan magnetan fluon, kiuj induktas signifajn eddian kurantojn en la konduktoroj de la bobeno, kondukante al lokaj varmaj punktoj kaj supervarmegon. La suprafrekvenca karaktero de harmonioj agas kiel "amplifikilo" — eĉ se la amplitudo de la harmonia magnetfluo Φmh estas malgranda, ĝia alta-frekvenceco amplifikos la induktitan spira-elektromotivan forton je h fojojn. Ĉi tiu amplifikita elektromotiva forto estas aplikata al la bobena insulado, precipe la unuaj kelkaj spireroj de la bobeno, kaŭzante lokan supervoltagecon kaj grandegan pligrandiĝon de la risko de insulado-disrompiĝo.