معايير خطأ قياس التوافقيات الكلية لنظم الطاقة

تسامح الخطأ في التشوه التوافقي الكلي (THD): تحليل شامل بناءً على سيناريوهات التطبيق ودقة المعدات ومعايير الصناعة

يجب تقييم نطاق الخطأ القابل للقبول لتشوه التوافقي الكلي (THD) بناءً على السياقات التطبيقية الخاصة، ودقة معدات القياس، ومعايير الصناعة المعمول بها. فيما يلي تحليل مفصل للمؤشرات الرئيسية للأداء في أنظمة الطاقة والمعدات الصناعية وتطبيقات القياس العامة.

1. معايير خطأ التوافقي في أنظمة الطاقة

1.1 متطلبات المعايير الوطنية (GB/T 14549-1993)

• تشوه التوافقي الكلي للجهد (THDv):
  لشبكات الطاقة العامة، يجب أن يكون تشوه التوافقي الكلي للجهد (THDv) ≤5% لنظام الجهد المرجعي حتى 110 كيلوفولت.
  مثال: في نظام طاحونة مصنع الفولاذ، تم خفض THDv من 12.3% إلى 2.1% بعد تنفيذ إجراءات تخفيف التوافقي، مما يتوافق تماماً مع المعايير الوطنية.

• تشوه التوافقي الكلي للتيار (THDi):
  يكون مدى التشوه التوافقي الكلي للتيار (THDi) عادةً بين ≤5% إلى ≤10%، اعتماداً على نسبة الحمل العميل إلى قدرة القصر في نقطة الربط المشتركة (PCC).
  مثال: يجب أن تحتفظ مغيرات الطاقة الضوئية المتصلة بالشبكة بـ THDi أقل من 3% لتلبية متطلبات IEEE 1547-2018.

1.2 المعايير الدولية (IEC 61000-4-30:2015)

• أجهزة الفئة A (دقة عالية):
  يجب أن يكون خطأ قياس THD ≤ ±0.5%. مناسبة لنقاط قياس الشبكة، ومراقبة جودة الطاقة في محطات التوزيع، وحل النزاعات.

• أجهزة الفئة S (قياس مبسط):
  يمكن الاسترخاء في تحمل الخطأ إلى ≤ ±2%. مناسبة لمراقبة صناعية روتينية حيث الدقة العالية ليست حاسمة.

1.3 الممارسات الصناعية

• في أنظمة الطاقة الحديثة، تحقق أجهزة المراقبة عالية الدقة (مثل CET PMC-680M) عادةً أخطاء في قياس THD ضمن ±0.5%.

• بالنسبة لإدماج الطاقة المتجددة (مثل محطات الرياح أو الشمسية)، عادة ما يكون THDi مطلوباً أن يكون ≤ 3%–5% لتجنب تلوث التوافقي للشبكة.

2. أخطاء المعدات الصناعية وأجهزة القياس

2.1 الأجهزة الصناعية

• عدادات الطاقة متعددة الوظائف (مثل HG264E-2S4):
  قادرة على قياس التوافقي من الثاني إلى الثلاثين، مع خطأ THD ≤ 0.5%. تستخدم بشكل واسع في صناعات الحديد والصلب والكيميائيات والتصنيع.

• المحللات المحمولة (مثل PROVA 6200):
  خطأ القياس التوافقي هو ±2% للأوامر 1–20، ويزيد إلى ±4% للأوامر 21–50. مثالي للفحوصات الميدانية والتقييمات السريعة للمواقع.

2.2 المعدات الاختبارية المتخصصة

• محلل الجهد/التيار التوافقي (مثل HWT-301):

• من الأوامر الأولى إلى التاسعة: ±0.0%rdg ±5dgt

• من الأوامر العاشرة إلى الخامسة والعشرين: ±2.0%rdg ±5dgt
  مناسب للاستخدام في المختبرات ومختبرات المعايرة وأعمال التحقق بدقة عالية.

3. مصادر الخطأ وإجراءات التحسين

3.1 المصادر الرئيسية للخطأ

• قيود الأجهزة:
  دقة استشعار ADC، الانحراف الحراري (مثل معامل انحراف ADC ≤5 ppm/°C)، والأداء المرشح يؤثر بشكل كبير على الدقة.

• نقص الخوارزميات:
  اختيار نافذة FFT غير مناسب (مثل النوافذ المستطيلة التي تسبب تسرب الطيف)، وتقطيع التوافقي (مثل حساب فقط حتى التوافقي الثلاثين) يدخل أخطاء حسابية.

• التدخل البيئي:
  التدخل الكهرومغناطيسي (EMI >10 V/m) وتقلبات مصدر الطاقة (±10%) يمكن أن تؤدي إلى انحرافات في القياس.

3.2 استراتيجيات التحسين

• الإحتياط في الأجهزة:
  استخدام وحدات اتصال مزدوجة ومصادر طاقة احتياطية لتجنب مخاطر فشل النقطة الواحدة التي تؤثر على سلامة البيانات.

• الضبط الديناميكي:
  إجراء ضبط ربع سنوي باستخدام مصادر قياسية (مثل Fluke 5522A) للتأكد من الحفاظ على الدقة طويلة الأمد ضمن التolerances المحددة.

• تصميم مقاوم لل EMI:
  في بيئات التداخل ذات التردد العالي، تنفيذ التحقق من الأخطاء CRC-32 + Hamming code المزدوج لتعزيز موثوقية البيانات وقوة النقل.

4. أمثلة سيناريوهات نموذجية لأخطاء قياس THD

5. الملخص

• حدود المعايير: في أنظمة الطاقة، عادةً ما يتم تقييد THDv ليكون ≤5%，并且 THDi 通常限制在 ≤5%–10%。高精度仪器可以实现 ±0.5% 的测量误差。 - 设备选择：在需要高精度的地方（例如电表点）选择 A 类设备，而在一般工业监测中选择 S 类设备。 - 误差控制：通过硬件冗余、定期动态校准和抗 EMI 设计，可以在可接受的范围内长期保持测量精度。 请注意，以上内容是中文翻译，但根据要求，您需要的是阿拉伯语翻译。以下是完整的阿拉伯语翻译： ```html

  حدود المعايير: في أنظمة الطاقة، عادةً ما يتم تقييد THDv ليكون ≤5%، و THDi إلى ≤5%–10%. يمكن للأجهزة عالية الدقة تحقيق أخطاء في القياس ضمن ±0.5%.

• اختيار المعدات: اختر أجهزة الفئة A (مثل نقاط قياس الشبكة) حيث تكون الدقة العالية مطلوبة، وأجهزة الفئة S لمراقبة الصناعية العامة.

• تحكم في الخطأ: يمكن الحفاظ على دقة القياس طويلة الأمد ضمن حدود مقبولة من خلال الاحتياط في الأجهزة، والضبط الدوري الديناميكي، والتصميم المقاوم لل EMI.

``` 请确保整个文档都按照此格式进行翻译，并且保持原文的所有结构和格式不变。