Էլեկտրաէներգետիկ համակարգերի THD չափման սխալների ստանդարտները

Համակարգված հարմոնիկ կողմնակցության (THD) սխալի տոլերանտությունը. Բացահայտ վերլուծություն կիրառման դեպքերի, սարքավորումների ճշգրտության և անդրայական ստանդարտների հիման վրա

Ընդունելի սխալի տիրույթը համակարգված հարմոնիկ կողմնակցության (THD) համար պետք է գնահատվի հատուկ կիրառման դեպքերի, չափման սարքավորումների ճշգրտության և կիրառելի անդրայական ստանդարտների հիման վրա։ Այստեղ ներկայացված է կարգավոր էլեկտրաէներգիայի համակարգերի, անդրայական սարքավորումների և ընդհանուր չափման կիրառությունների հիմնական կարգավիճակի ցուցանիշների մանրամասն վերլուծությունը:

1. Հարմոնիկ սխալների ստանդարտները էլեկտրաէներգիայի համակարգերում

1.1 Ազգային ստանդարտների պահանջումները (GB/T 14549-1993)

• _VOLT THD (THDv):
  Համայնքային էլեկտրաէներգետիկ ցանցերի համար, որոնց նորմալ լարումը չգերազանցում է 110kV, թույլատրելի լարման համակարգված հարմոնիկ կողմնակցությունը (THDv) պետք է լինի ≤5%:
  Օրինակ. Մատակարարական կայանի մեքենասիրական համակարգում THDv-ն նվազեց 12.3%-ից 2.1%-ի, համաձայն ազգային ստանդարտների պահանջարարությունների հետ համապատասխանող հարմոնիկ կողմնակցության բացակայության նպաստագործող միջոցների կիրառման հետևանքով:

• _CURRENT THD (THDi):
  Թույլատրելի հոսանքի THD (THDi) ընդհանուր առմամբ կազմում է ≤5%-ից մինչև ≤10%, կախված հաճախորդի բեռը հարմարավերի կապման կետի (PCC) կողմնակցության հարաբերությունից:
  Օրինակ. Սոլար ինվերտորները պետք է պահպանեն THDi-ն 3%-ից ցածր մակարդակում, համապատասխանելով IEEE 1547-2018 պահանջարարություններին:

1.2 Ամենայն հանրահաշվորեն ընդունված ստանդարտներ (IEC 61000-4-30:2015)

• Ա-կարգի սարքավորումներ (Բարձր ճշգրտություն):
  THD չափման սխալը պետք է լինի ≤ ±0.5%: Այս սարքավորումները համապատասխանելի են էլեկտրաէներգետիկ կազմակերպությունների հաշվարկման կետերի, տրանսպորտային սեղման կենտրոնների էլեկտրաէներգիայի կարգավիճակի հետևումի և կարգավիճակների վերլուծության համար:

• S-կարգի սարքավորումներ (Պարզացված չափում):
  Սխալի տոլերանտությունը կարող է լինել դանդաղացված մինչև ≤ ±2%: Այս սարքավորումները կիրառվում են սովորական անդրայական հետևումի համար, որտեղ բարձր ճշգրտությունը չի ներկայացնում կրիտիկական դեր:

1.3 Անդրայական պրակտիկա

• Արդյունավետ էլեկտրաէներգիայի համակարգերում, բարձր ճշգրտությամբ հետևման սարքավորումները (օրինակ, CET PMC-680M) սովորաբար հասնում են THD չափման սխալների միջոցով ներսի ±0.5% սահմաններում:

• Վառելիք էլեկտրաէներգիայի ինտեգրացիայի համար (օրինակ, վայրեր կամ սոլար կայաններ), THDi-ն ընդհանուր առմամբ պետք է լինի ≤ 3%–5% այլապես հարմոնիկ կողմնակցությունը կարող է հանգեցնել ցանցի վրա հարմոնիկ սարքավորումների առաջացմանը:

2. Անդրայական սարքավորումների և չափման սարքավորումների սխալներ

2.1 Անդրայական սարքավորումներ

• Միանման էլեկտրաէներգիայի հաշվիչներ (օրինակ, HG264E-2S4):
  Հնարավոր է չափել հարմոնիկները 2-րդ մինչև 31-րդ կարգը, THD սխալը ≤ 0.5%: Լայն կիրառում ունի մետաղաշին, քիմիական և արտադրական բնագավառներում:

• Շարժական վերլուծիչներ (օրինակ, PROVA 6200):
  Հարմոնիկ չափման սխալը 1-20 կարգի համար է ±2%, 21-50 կարգի համար է ±4%: Իդեալական է դաշտային դիագնոստիկայի և արագ հայտարարական գնահատականների համար:

2.2 Սպասարկող տեստային սարքավորումներ

• Հարմոնիկ լարում/հոսանք վերլուծիչ (օրինակ, HWT-301):

• 1-ից 9-րդ հարմոնիկներ. ±0.0%rdg ±5dgt

• 10-ից 25-րդ հարմոնիկներ. ±2.0%rdg ±5dgt
  Համապատասխան է լաբորատորիական օգտագործման, կալիբրացիայի լաբորատորիաների և բարձր ճշգրտության ստուգման համար:

3. Սխալների աղբյուրները և օպտիմիզացման միջոցները

3.1 Սխալների գլխավոր աղբյուրները

• Հարդարանքի սահմանափակումները.
  ADC նմուշառման հաստատունությունը, ջերմաստիճանի սեղմումը (օրինակ, ADC սեղմման գործակիցը ≤5 ppm/°C) և ֆիլտրի կարգավիճակը նշանակալիորեն ազդում են ճշգրտության վրա:

• Ալգորիթմական թույլատրելիությունները.
  FFT պատուհանի անհամապատասխան ընտրությունը (օրինակ, ուղղանկյունաձև պատուհանները առաջացնում են սպեկտրական հոսքը) և հարմոնիկ կորսարումը (օրինակ, միայն հաշվարկում են մինչև 31-րդ հարմոնիկը) ներկայացնում են հաշվարկային սխալներ:

• Աշխատանքային միջավայրի ներազգումը.
  Էլեկտրոմագնիսական ներազգումը (EMI >10 V/m) և էլեկտրաէներգիայի աղբյուրների սեղմումը (±10%) կարող են առաջացնել չափման սխալներ:

3.2 Օպտիմիզացման վերլուծությունները

• Հարդարանքի կրկնակիությունը.
  Օգտագործեք կրկնակի կապման մոդուլներ և կրկնակի էլեկտրաէներգիայի աղբյուրներ, որպեսզի նվազեցնեք միակ կետի ձախողումների ռիսկը, որոնք կարող են ազդել տվյալների ամբողջականության վրա:

• Դինամիկ կալիբրացիա.
  Ներկայացրեք քառամյա կալիբրացիա Fluke 5522A ստանդարտ աղբյուրներով, որպեսզի պարտադիր տոլերանտության սահմաններում պահպանեք երկարաժամկետ ճշգրտությունը:

• EMU-ի դիմադրություն ունեցող նախագծում.
  Այն դեպքերում, երբ բարձր հաճախականության ներազգումների միջավայրում է ներկա, կիրառեք CRC-32 + Համինգի կոդի կրկնակի սխալների ստուգումը տվյալների հաստատունության և փոխանցման համար ուժեղացնելու համար:

4. THD չափման սխալների հաճախակի դեպքերի օրինակներ

5. Ընդհանուր պատկեր

• Ստանդարտային սահմանափակումները՝ էլեկտրաէներգիայի համակարգերում THDv-ն ընդհանուր առմամբ սահմանափակվում է ≤5%-ով, իսկ THDi-ն՝ ≤5%–10%-ով։ Բարձր ճշգրտության սարքերը կարող են հասնել ±0.5%-ի չափման սխալի միջոցով:

• Սարքավորումների ընտրությունը՝ Երբ պահանջվում է բարձր ճշգրտություն, ընտրեք A դասի սարքերը (օրինակ, էլեկտրաէներգիայի հաշվարկման կետերի համար), իսկ ընդհանուր նախատեսված կարգավիճակային սպառողական նախասանումների համար՝ S դասի սարքերը:

• Սխալների կառավարումը՝ Հայտարար չափման ճշգրտությունը կարող է պահպանվել ընդունելի սահմաններում համարյա հարկավոր սարքավորումների կրկնակի օգտագործման, կանոնավոր դինամիկ կալիբրացիայի և EMI-ի դիմադրող դիզայնի միջոցով: