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

Ang ulat na ito ay batay sa pag-aanalisa ng isang araw na data ng pag-monitor ng kalidad ng kuryente ng iyong kompanya. Ang data 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 pandaigdig (IEC/IEEE), ang mga harmonikong kuryente sa antas na ito ay nag-ambag ng malaking panganib sa ligtas, maaswang, at ekonomikal na operasyon ng transformer ng suplay ng kuryente, na pangunahing ipinakikita sa karagdagang paglalason, pagbawas ng habang-buhay, at kahit na pinsala sa transformer.

1. Buod ng Data ng Pagsubok

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

• Tagal ng Pagmonitor: 4:00 p.m. noong Setyembre 8, 2025 hanggang 8:00 a.m. noong Setyembre 9, 2025 (Oras ng Rwanda)

Ipinagmulan ng Data: FLUKE 1732 Power Logger

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

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

2. Mekanismo ng Impluwensya ng Harmonikong Kuryente sa mga Transformer (Pagsusuri ng Problema)

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

• Dobleng 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 ng harmonikong kuryente ay nagdudulot ng tumaas na pagkawala ng eddy current, na lubhang lumampas sa disenyo na batay sa pundamental na kuryente.

• Karagdagang Paglalason at Termodinamikong Stress: Ang nabanggit na karagdagang pagkawala ay inilipat sa init, na nagreresulta sa abnormal na pagtaas ng temperatura sa mga winding at iron core ng transformer.

3. Pagsusuring Pangrisgo Batay sa Internasyonal na Pamantayan

Ayon sa mga provision 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 sa iyong transformer ay kinabibilangan ng:

• Panganib 1: Mas Matinding Pagtanda ng Insulation at Malubhang Pagbawas ng Habang-BuhayAng habang-buhay ng transformer ay direkta na matutukoy batay sa temperatura ng operasyon nito. Ang pangkaraniwan na tuntunin 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 binabawasan nang kalahati. Ang mahabang panahon ng sobrang mainit ay magdudulot ng pagiging malabnaw ng insulation ng transformer, na sa huli ay magdudulot ng pagkasira ng insulasyon.

• 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 rated capacity nito sa kasalukuyang antas ng harmoniko. Ayon sa paraan ng pagkalkula sa IEEE Std C57.110, ang transformer ay kailangang derating (halimbawa, kapag ang THDi ay 12%, ang factor ng derating ay maaaring kailanganin na 0.92 o mas mababa). Ito ang nangangahulugan na ang transformer na may rated capacity na 1000kVA ay maaaring may aktwal na ligtas na kapasidad ng load na mas mababa sa 920kVA, na naglimita sa potensyal ng pagpapalago ng kapasidad ng sistema.

• Panganib 3: Tumaas na Lakas ng Field ng TransformerAyon sa formula ng electromotive force Et = 4.44 ⋅f⋅Φm (kung saan ang f ay frequency), ang mga harmoniko ay nagtatagpo ng mataas na frequency na magnetic flux, na nagpapataas ng significant na eddy current sa mga konduktor ng winding, na nagreresulta sa lokal na mainit at sobrang mainit. Ang over-frequency ng harmoniko ay gumagana bilang "amplifier" — kahit na ang amplitude ng harmonic magnetic flux Φmh ay maliit, ang mataas na frequency characteristic nito ay magpapalaki ng induced turn-to-turn electromotive force ng h times. Ang napalaking electromotive force na ito ay ipinapatupad sa insulation ng winding, lalo na sa unang ilang turns ng coil, na nagdudulot ng lokal na overvoltage at nagpapalaki ng malaking panganib ng pagkasira ng insulation.