Pamantayan ng Pagkakamali sa Pagsukat ng THD para sa mga Sistemang Paggamit ng Kuryente

Pagtanggap ng Error sa Total Harmonic Distortion (THD): Isang Komprehensibong Pagsusuri Batay sa mga Sitwasyon ng Paggamit, Katumpakan ng Kakayahan ng Equipment, at Pamantayan ng Industriya

Ang tanggap na saklaw ng error para sa Total Harmonic Distortion (THD) ay dapat ilarawan batay sa partikular na konteksto ng paggamit, katumpakan ng kakayahan ng equipment, at aplikableng pamantayan ng industriya. Narito ang detalyadong pagsusuri ng mga pangunahing indikador ng pagganap sa mga sistema ng kapangyarihan, industriyal na equipment, at pangkalahatang paggamit ng pagsukat.

1. Pamantayan ng Harmonic Error sa Mga Sistema ng Kapangyarihan

1.1 Kahilingan ng Pambansang Pamantayan (GB/T 14549-1993)

• Voltage THD (THDv):
  Para sa mga pampublikong grid ng kapangyarihan, ang pinahihintulutan na voltage total harmonic distortion (THDv) ay ≤5% para sa mga sistema na may nominal na voltages hanggang 110kV.
  Halimbawa: Sa isang rolling mill system ng isang steel plant, ang THDv ay bawasan mula 12.3% hanggang 2.1% matapos ipatupad ang mga hakbang ng mitigasyon ng harmonics, buo na sumasailalim sa pambansang pamantayan.

• Current THD (THDi):
  Ang pinahihintulutang current THD (THDi) karaniwang nasa rango ng ≤5% hanggang ≤10%, depende sa ratio ng load ng customer sa short-circuit capacity sa point of common coupling (PCC).
  Halimbawa: Ang mga grid-connected photovoltaic inverters ay dapat panatilihin ang THDi sa ilalim ng 3% upang sumunod sa IEEE 1547-2018 requirements.

1.2 Internasyonal na Pamantayan (IEC 61000-4-30:2015)

• Class A Instruments (High Precision):
  Ang error sa pagsukat ng THD ay dapat ≤ ±0.5%. Angkop para sa utility metering points, monitoring ng kalidad ng kapangyarihan sa transmission substations, at resolusyon ng mga hindi pagkakaunawaan.

• Class S Instruments (Simplified Measurement):
  Ang tolerance sa error ay maaaring mapabilis hanggang ≤ ±2%. Applicable para sa regular na industriyal na monitoring kung saan ang mataas na katumpakan ay hindi mahalaga.

1.3 Praktikal na Industriya

• Sa modernong mga sistema ng kapangyarihan, ang mga high-accuracy monitoring devices (hal. CET PMC-680M) karaniwang nakakamit ang mga error sa pagsukat ng THD sa loob ng ±0.5%.

• Para sa integrasyon ng renewable energy (hal. wind o solar plants), ang THDi ay karaniwang kinakailangan na ≤ 3%–5% upang maiwasan ang polusyon ng harmonics sa grid.

2. Industriyal na Equipment at Mga Error ng Instrumento ng Pagsukat

2.1 Industriyal-Grade Devices

• Multifunction Power Meters (hal. HG264E-2S4):
  Kaya ng pagsukat ng harmonics mula sa 2nd hanggang 31st order, na may error ng THD ≤ 0.5%. Malaganap na ginagamit sa industriya ng steel, chemical, at manufacturing.

• Portable Analyzers (hal. PROVA 6200):
  Ang error sa pagsukat ng harmonics ay ±2% para sa orders 1–20, tumataas hanggang ±4% para sa orders 21–50. Ideal para sa field diagnostics at mabilis na assessment ng site.

2.2 Espesyal na Test Equipment

• Harmonic Voltage/Current Analyzer (hal. HWT-301):

• 1st to 9th harmonics: ±0.0%rdg ±5dgt

• 10th to 25th harmonics: ±2.0%rdg ±5dgt
  Angkop para sa laboratory use, calibration labs, at high-precision verification tasks.

3. Mga Pinagmulan ng Error at Mga Hakbang sa Pag-optimize

3.1 Pangunahing Pinagmulan ng Error

• Limitasyon ng Hardware:
  Ang ADC sampling resolution, temperature drift (hal. ADC drift coefficient ≤5 ppm/°C), at performance ng filter ay lubhang nakakaapekto sa katumpakan.

• Kakulangan sa Algoritmo:
  Ang hindi tamang FFT window selection (hal. rectangular windows cause spectral leakage), at truncation ng harmonics (hal. only calculating up to the 31st harmonic) ay nagdudulot ng mga error sa computation.

• Paggalaw ng Environment:
  Ang electromagnetic interference (EMI >10 V/m) at power supply fluctuations (±10%) ay maaaring magresulta sa mga pagbabago sa pagsukat.

3.2 Strategiya sa Pag-optimize

• Redundancy ng Hardware:
  Gamitin ang dual communication modules at redundant power supplies upang iwasan ang mga risk ng single-point failure na nakakaapekto sa integridad ng data.

• Dynamic Calibration:
  Ipaglaban ang quarterly calibration gamit ang standard sources (hal. Fluke 5522A) upang tiyakin ang long-term accuracy sa loob ng tinukoy na tolerances.

• Disenyo na Resistente sa EMI:
  Para sa mga environment ng mataas na frequency interference, ipatupad ang CRC-32 + Hamming code dual error checking upang palakasin ang reliabilidad ng data at robustness ng transmission.

4. Halimbawa ng Karaniwang Scenario ng Mga Error sa Pagsukat ng THD

5. Buod

• Hangganan ng Pamantayan: Sa mga sistema ng kapangyarihan, ang THDv ay karaniwang limitado sa ≤5%, at ang THDi sa ≤5%–10%. Ang mga high-precision instruments ay maaaring makamit ang mga error sa pagsukat sa loob ng ±0.5%.

• Pagpili ng Equipment: Pumili ng Class A devices (hal. para sa utility metering points) kung kinakailangan ang mataas na katumpakan, at Class S devices para sa pangkalahatang industriyal na monitoring.

• Control ng Error: Ang long-term measurement accuracy ay maaaring panatilihin sa loob ng tanggap na limits sa pamamagitan ng hardware redundancy, regular na dynamic calibration, at disenyo na resistente sa EMI.