विद्युत प्रणालीका लागि THD मापन त्रुटि मानकहरू

कुल हार्मोनिक विकृति (THD) की त्रुटि सहनशीलता: एप्लिकेशन वातावरण, उपकरणों की सटीकता और उद्योग मानकों पर आधारित व्यापक विश्लेषण

कुल हार्मोनिक विकृति (THD) की स्वीकार्य त्रुटि सीमा को विशिष्ट एप्लिकेशन वातावरण, मापन उपकरणों की सटीकता और लागू उद्योग मानकों पर आधारित जांच की जानी चाहिए। नीचे शक्ति प्रणालियों, औद्योगिक उपकरणों और सामान्य मापन एप्लिकेशन में मुख्य प्रदर्शन संकेतकों का विस्तृत विश्लेषण दिया गया है।

1. शक्ति प्रणालियों में हार्मोनिक त्रुटि मानक

1.1 राष्ट्रीय मानक आवश्यकताएँ (GB/T 14549-1993)

• वोल्टेज THD (THDv):
  सार्वजनिक शक्ति ग्रिड के लिए, नामित वोल्टेज तक 110kV के प्रणालियों के लिए अनुमत वोल्टेज कुल हार्मोनिक विकृति (THDv) ≤5% है।
  उदाहरण: एक स्टील प्लांट के रोलिंग मिल प्रणाली में, हार्मोनिक नियंत्रण उपायों के बाद THDv 12.3% से 2.1% तक कम हो गया, जो राष्ट्रीय मानकों के पूर्ण अनुरूप है।

• करंट THD (THDi):
  सामान्य जोड़ने के बिंदु (PCC) पर ग्राहक लोड और छोटे सर्किट क्षमता के अनुपात पर निर्भर करते हुए, अनुमत करंट THD (THDi) आमतौर पर ≤5% से ≤10% के बीच होता है।
  उदाहरण: ग्रिड-संलग्न फोटोवोल्टाइक इनवर्टर्स को IEEE 1547-2018 आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए THDi को 3% से कम रखना चाहिए।

1.2 अंतर्राष्ट्रीय मानक (IEC 61000-4-30:2015)

• कक्ष A उपकरण (उच्च सटीकता):
  THD मापन त्रुटि ≤ ±0.5% होनी चाहिए। यह बिजली वितरण बिंदुओं, प्रसारण सबस्टेशन में शक्ति गुणवत्ता निगरानी और विवाद समाधान के लिए उपयुक्त है।

• कक्ष S उपकरण (सरलीकृत मापन):
  त्रुटि सहनशीलता ≤ ±2% तक ढीली हो सकती है। यह उच्च सटीकता आवश्यक नहीं होने वाले नियमित औद्योगिक निगरानी के लिए उपयुक्त है।

1.3 उद्योग व्यवहार

• आधुनिक शक्ति प्रणालियों में, उच्च-सटीकता निगरानी उपकरण (जैसे, CET PMC-680M) आमतौर पर THD मापन त्रुटि ±0.5% के भीतर प्राप्त करते हैं।

• नवीन ऊर्जा एकीकरण (जैसे, पवन या सौर संयंत्र) के लिए, ग्रिड को हार्मोनिक प्रदूषण से बचाने के लिए THDi को आमतौर पर ≤ 3%–5% तक रखना चाहिए।

2. औद्योगिक उपकरण और मापन उपकरण त्रुटियाँ

2.1 औद्योगिक ग्रेड उपकरण

• मल्टीफंक्शन पावर मीटर (जैसे, HG264E-2S4):
  2 से 31 वें क्रम के हार्मोनिक को मापने की क्षमता, THD त्रुटि ≤ 0.5%। इसका व्यापक रूप से स्टील, रसायन और निर्माण उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

• पोर्टेबल एनालाइजर (जैसे, PROVA 6200):
  1-20 क्रम के लिए हार्मोनिक मापन त्रुटि ±2%, 21-50 क्रम के लिए ±4%। यह क्षेत्रीय विकार और त्वरित साइट मूल्यांकन के लिए आदर्श है।

2.2 विशेष टेस्ट उपकरण

• हार्मोनिक वोल्टेज/करंट एनालाइजर (जैसे, HWT-301):

• 1 से 9 वें हार्मोनिक: ±0.0%rdg ±5dgt

• 10 से 25 वें हार्मोनिक: ±2.0%rdg ±5dgt
  यह प्रयोगशाला उपयोग, कलिब्रेशन प्रयोगशालाओं और उच्च-सटीकता सत्यापन कार्यों के लिए उपयुक्त है।

3. त्रुटि के स्रोत और अनुकूलन उपाय

3.1 प्रमुख त्रुटि स्रोत

• हार्डवेयर सीमाएँ:
  एडीसी नमूना रिझोल्यूशन, तापमान ड्रिफ्ट (जैसे, एडीसी ड्रिफ्ट गुणांक ≤5 ppm/°C), और फिल्टर प्रदर्शन सटीकता पर महत्वपूर्ण रूप से प्रभाव डालते हैं।

• अल्गोरिथमिक कमियाँ:
  गलत FFT विंडो चयन (जैसे, आयताकार विंडो स्पेक्ट्रल लीकेज का कारण बनती हैं), और हार्मोनिक ट्रंकेशन (जैसे, केवल 31 वें हार्मोनिक तक की गणना) गणना त्रुटियाँ पेश करती हैं।

• पर्यावरणीय हस्तक्षेप:
  विद्युत चुंबकीय हस्तक्षेप (EMI >10 V/m) और विद्युत स्वाहा की उतार-चढ़ाव (±10%) मापन विचलन का कारण बनते हैं।

3.2 अनुकूलन रणनीतियाँ

• हार्डवेयर रेडंडेंसी:
  डुअल कम्युनिकेशन मॉड्यूल और रेडंडेंट पावर सप्लाइ का उपयोग करके एकल-बिंदु विफलता के जोखिम को दूर करें जो डेटा पूर्णता को प्रभावित कर सकता है।

• डायनामिक कलिब्रेशन:
  प्रतित्रिमासी कलिब्रेशन करें जिसमें मानक स्रोत (जैसे, Fluke 5522A) का उपयोग किया जाता है ताकि निर्दिष्ट सीमाओं के भीतर लंबे समय तक सटीकता बनाए रखी जा सके।

• EMI-प्रतिरोधी डिजाइन:
  उच्च-आवृत्ति हस्तक्षेप वातावरण में, CRC-32 + हैमिंग कोड दोहरी त्रुटि जांच का उपयोग करके डेटा विश्वसनीयता और प्रसारण की ठोसता को बढ़ाएं।

4. THD मापन त्रुटियों के विशिष्ट परिदृश्य उदाहरण

5. सारांश

• मानक सीमाएँ: शक्ति प्रणालियों में, THDv आमतौर पर ≤5% तक सीमित होता है, और THDi ≤5%–10% तक। उच्च-सटीकता उपकरण THD मापन त्रुटि ±0.5% के भीतर प्राप्त कर सकते हैं।

• उपकरण चयन: उच्च सटीकता की आवश्यकता होने पर (जैसे, बिजली वितरण बिंदुओं के लिए) कक्ष A उपकरण चुनें, और सामान्य औद्योगिक निगरानी के लिए कक्ष S उपकरण चुनें।

• त्रुटि नियंत्रण: हार्डवेयर रेडंडेंसी, नियमित डायनामिक कलिब्रेशन, और EMI-प्रतिरोधी डिजाइन के माध्यम से लंबे समय तक मापन सटीकता को स्वीकार्य सीमाओं के भीतर बनाए रखा जा सकता है।