Istifararsa Dukkantar THD Don Tarihin Kirkiro na Sisinta Tsakiya

Toleransi Eror dari Distorsi Harmonik Total (THD): Analisis Komprehensif Berdasarkan Skenario Aplikasi, Ketepatan Alat, dan Standar Industri

Rentang toleransi eror untuk Distorsi Harmonik Total (THD) harus dievaluasi berdasarkan konteks aplikasi spesifik, ketepatan alat pengukuran, dan standar industri yang berlaku. Berikut ini adalah analisis mendalam dari indikator kinerja utama dalam sistem tenaga, peralatan industri, dan aplikasi pengukuran umum.

1. Standar Eror Harmonik dalam Sistem Tenaga

1.1 Persyaratan Standar Nasional (GB/T 14549-1993)

• THD Tegangan (THDv):
  Untuk jaringan tenaga publik, distorsi harmonik total tegangan (THDv) yang diperbolehkan adalah ≤5% untuk sistem dengan tegangan nominal hingga 110kV.
  Contoh: Dalam sistem pabrik baja, THDv diturunkan dari 12.3% menjadi 2.1% setelah langkah-langkah mitigasi harmonik diimplementasikan, sepenuhnya mematuhi standar nasional.

• THD Arus (THDi):
  Batasan THD arus (THDi) biasanya berkisar antara ≤5% hingga ≤10%, tergantung pada rasio beban pelanggan terhadap kapasitas short-circuit di titik common coupling (PCC).
  Contoh: Inverter fotovoltaik terhubung ke jaringan harus mempertahankan THDi di bawah 3% untuk memenuhi persyaratan IEEE 1547-2018.

1.2 Standar Internasional (IEC 61000-4-30:2015)

• Instrumen Kelas A (Ketepatan Tinggi):
  Eror pengukuran THD harus ≤ ±0.5%. Cocok untuk titik pengukuran utilitas, pemantauan kualitas tenaga di substasi transmisi, dan penyelesaian sengketa.

• Instrumen Kelas S (Pengukuran Sederhana):
  Toleransi eror dapat dikendurkan hingga ≤ ±2%. Cocok untuk pemantauan industri rutin di mana ketepatan tinggi tidak kritis.

1.3 Praktik Industri

• Dalam sistem tenaga modern, perangkat pemantauan ketepatan tinggi (misalnya, CET PMC-680M) biasanya mencapai eror pengukuran THD dalam ±0.5%.

• Untuk integrasi energi terbarukan (misalnya, pembangkit angin atau surya), THDi biasanya diperlukan ≤ 3%–5% untuk menghindari polusi harmonik ke jaringan.

2. Eror Peralatan Industri dan Instrumen Pengukuran

2.1 Perangkat Industri

• Meter Multifungsi (misalnya, HG264E-2S4):
  Mampu mengukur harmonik dari orde ke-2 hingga ke-31, dengan eror THD ≤ 0.5%. Luas digunakan di industri baja, kimia, dan manufaktur.

• Analisis Portabel (misalnya, PROVA 6200):
  Eror pengukuran harmonik adalah ±2% untuk orde 1–20, meningkat menjadi ±4% untuk orde 21–50. Ideal untuk diagnosis lapangan dan penilaian situs cepat.

2.2 Peralatan Uji Khusus

• Analisis Tegangan/Arus Harmonik (misalnya, HWT-301):

• Harmonik ke-1 hingga ke-9: ±0.0%rdg ±5dgt

• Harmonik ke-10 hingga ke-25: ±2.0%rdg ±5dgt
  Cocok untuk penggunaan laboratorium, laboratorium kalibrasi, dan tugas verifikasi ketepatan tinggi.

3. Sumber Eror dan Langkah Optimasi

3.1 Sumber Eror Utama

• Keterbatasan Perangkat Keras:
  Resolusi sampling ADC, drift suhu (misalnya, koefisien drift ADC ≤5 ppm/°C), dan kinerja filter sangat mempengaruhi ketepatan.

• Kekurangan Algoritma:
  Pemilihan jendela FFT yang tidak tepat (misalnya, jendela persegi panjang menyebabkan kebocoran spektral), dan pemotongan harmonik (misalnya, hanya menghitung hingga harmonik ke-31) memperkenalkan eror komputasi.

• Gangguan Lingkungan:
  Interferensi elektromagnetik (EMI >10 V/m) dan fluktuasi pasokan daya (±10%) dapat menyebabkan penyimpangan pengukuran.

3.2 Strategi Optimasi

• Redundansi Perangkat Keras:
  Gunakan modul komunikasi ganda dan pasokan daya redundan untuk menghilangkan risiko gagal tunggal yang mempengaruhi integritas data.

• Kalibrasi Dinamis:
  Lakukan kalibrasi triwulanan menggunakan sumber standar (misalnya, Fluke 5522A) untuk memastikan ketepatan jangka panjang dalam toleransi yang ditentukan.

• Desain Tahan EMI:
  Untuk lingkungan gangguan frekuensi tinggi, implementasikan pemeriksaan kesalahan ganda CRC-32 + kode Hamming untuk meningkatkan keandalan data dan ketangguhan transmisi.

4. Contoh Skenario Umum Eror Pengukuran THD

5. Ringkasan

• Batasan Standar: Dalam sistem tenaga, THDv biasanya dibatasi hingga ≤5%, dan THDi hingga ≤5%–10%. Instrumen ketepatan tinggi dapat mencapai eror pengukuran dalam ±0.5%.

• Pemilihan Peralatan: Pilih instrumen Kelas A (misalnya, untuk titik pengukuran utilitas) di mana ketepatan tinggi diperlukan, dan instrumen Kelas S untuk pemantauan industri umum.

• Kontrol Eror: Ketepatan pengukuran jangka panjang dapat dipertahankan dalam batas yang dapat diterima melalui redundansi perangkat keras, kalibrasi dinamis rutin, dan desain tahan EMI.