Mataas na harmoniko? Maaaring sobrang mainit at mabilis na lumang ang iyong transformer.

Ang ulat na ito ay batay sa pagsusuri ng isang araw na datos ng pagmomonito ng kalidad ng kuryente ng iyong kompanya. Ang datos ay nagpapakita na may malaking distorsyon ng harmoniko ng tatlong phase na kuryente sa sistema (na may mataas na kabuuang distorsyon ng harmoniko ng kuryente, THDi). Ayon sa mga pamantayan ng internasyonal (IEC/IEEE), ang mga harmoniko ng kuryente sa antas na ito ay nag-ambag ng malaking panganib sa ligtas, maasahan, at ekonomikal na operasyon ng transformer ng suplay ng kuryente, na pangunahing ipinapakita sa karagdagang pagbuo ng init, pagbawas ng habang buhay, at kahit pa ang pagkasira ng transformer.

1. Buod ng Datos ng Pagsusuri

• Nailapat na Parameter: Kabuuang Distorsyon ng Harmoniko ng Tatlong Phase na Kuryente (A THD[50] Avg [%] L1, L2, L3)

• Tagal ng Pagmomonito: 4:00 PM noong Setyembre 8, 2025 hanggang 8:00 AM noong Setyembre 9, 2025 (Oras ng Rwanda)

Pinagmulan ng Datos: FLUKE 1732 Power Logger

• Sa panahon ng pagmomonito, ang kabuuang distorsyon ng harmoniko ng tatlong phase na kuryente (THDi) ay nananatiling mataas (halimbawa, palaging nasa 60%).

• Ang antas ng harmoniko na ito ay lubhang lumampas sa inirerekomendang praktikal na rango (THDi < 5%) at sa pangkalahatang pinapayagan na rango (THDi < 8%) para sa mga sistema ng distribusyon na inilalarawan sa mga internasyonal na pamantayan tulad ng IEEE 519-2014 at IEC 61000-2-2.

2. Mekanismo ng Epekto ng Harmoniko ng Kuryente sa mga Transformer (Pagsusuri ng Problema)

Ang mga transformer ay disenyo batay sa puro na sinusoidal na kuryente ng 50Hz. Ang mga harmoniko ng kuryente (lalo na ang ika-3, ika-5, at ika-7 harmoniko) ay nagdudulot ng dalawang pangunahing isyu:

• Doble na Pagkawala ng Eddy Current: Ang pagkawala ng eddy current sa mga winding ng transformer ay proporsyonal sa kwadrado ng frequency ng kuryente. Ang mataas na frequency na harmoniko ng kuryente ay nagdudulot ng malubhang pagtaas ng pagkawala ng eddy current, na lubhang lumampas sa disenyo na halaga batay sa fundamental na kuryente.

• Karagdagang Pagbuo ng Init at Termostatiko: Ang nabanggit na karagdagang pagkawala ay inihahalin sa init, na nagreresulta sa abnormal na pagtaas ng temperatura sa mga winding at iron core ng transformer.

3. Pagsusuri ng Panganib Batay sa Internasyonal na Pamantayan

Ayon sa mga disposisyon ng IEC 60076-1 at IEEE Std C57.110 tungkol sa operasyon ng transformer sa ilalim ng hindi sinusoidal na kuryente, ang pangunahing mga panganib na idinudulot ng kasalukuyang antas ng harmoniko ng kuryente sa iyong transformer ay kinabibilangan ng:

• Panganib 1: Mas Mapabilis na Pagtanda ng Insulation at Malubhang Pagbawas ng Habang BuhayAng habang buhay ng isang transformer ay direktang matutukoy ng kanyang temperatura ng operasyon. Ang rule of thumb ay nagpapakita na para sa bawat patuloy na 6-10°C na pagtaas ng temperatura ng winding, ang rate ng pagtanda ng insulation ay doblado, at ang inaasahang habang buhay ng transformer ay natatanggal nang kalahati. Ang matagal na sobrang mainit ay magdudulot ng pagiging matigas ng insulation ng transformer, na sa huli ay magdudulot ng pagkasira ng insulate.

• Panganib 2: Bawas na Aktwal na Kapasidad ng Load (Kinakailangan ang Derating)Upang maiwasan ang sobrang mainit, ang transformer ay hindi maaaring mag-operate sa kanyang rated capacity sa kasalukuyang antas ng harmoniko. Ayon sa paraan ng pagkalkula sa IEEE Std C57.110, kailangan ang transformer na derating (halimbawa, kapag ang THDi ay 12%, ang derating factor ay maaaring kailangan na 0.92 o mas mababa). Ito ang nangangahulugan na ang isang transformer na may rated capacity ng 1000kVA ay maaaring may aktwal na ligtas na kapasidad ng load na mas mababa sa 920kVA, na nagbabawas ng potensyal ng ekspansyon ng kapasidad ng sistema.

• Panganib 3: Tumaas na Field Strength ng TransformerAyon sa formula ng electromotive force Et = 4.44 ⋅f⋅Φm (kung saan f ang frequency), ang mga harmoniko ay gumagawa ng mataas na frequency na magnetic flux, na nag-iinduce ng malaking eddy current sa mga conductor ng winding, na nagdudulot ng lokal na mainit at sobrang mainit. Ang over-frequency ng harmoniko ay gumagamit bilang isang "amplifier" — kahit na ang amplitude ng harmonic magnetic flux Φmh ay maliit, ang kanyang mataas na frequency characteristic ay magpapalaki ng induced turn-to-turn electromotive force ng h times. Ang napalaking electromotive force na ito ay ipinapalapat sa insulation ng winding, lalo na sa unang ilang turns ng coil, na nagdudulot ng lokal na overvoltage at lubhang nagpapataas ng panganib ng pagkasira ng insulation.