THD پورے سسٹم دی میپنگ خطا دی اسٹینڈرڈز

کل ہارمونکس کی تحریف (THD) کی غلطی کی تحمل شدگی: اطلاقی سیناریوں، آلات کی صحت، اور صنعتی معیارات پر مبنی مکمل تجزیہ

کل ہارمونکس کی تحریف (THD) کے قابل قبول غلطی کا رینج خاص اطلاقی سیناریوں، پیمائش کے آلات کی صحت، اور قابل اطلاق صنعتی معیارات پر منحصر ہوتا ہے۔ نیچے طاقت کے نظاموں، صنعتی آلات، اور عام پیمائش کے اطلاقیات میں کلیدی کارکردگی کے شاخصوں کا مفصل تجزیہ درج ہے۔

1. طاقت کے نظاموں میں ہارمونکس کی غلطی کے معیار

1.1 قومی معیار کی ضروریات (GB/T 14549-1993)

• ولٹیج THD (THDv):
  عمومی طاقت کے شبکوں کے لیے، نامزد ولٹیجوں تک 110kV تک کے نظاموں میں قابل قبول ولٹیج کل ہارمونکس کی تحریف (THDv) ≤5% ہوتی ہے۔
  مثال: ایک سٹیل پلانٹ کے رولنگ مل کے نظام میں، ہارمونکس کی روک تھام کی کوششوں کے بعد THDv کو 12.3% سے 2.1% تک کم کر دیا گیا، جس سے قومی معیاروں کی مکمل تعاون ملتی ہے۔

• کرنٹ THD (THDi):
  قابل قبول کرنٹ THD (THDi) عام طور پر ≤5% سے ≤10% تک ہوتا ہے، جو مشتری کے بوجھ کے تناسب اور عام نقطہ پر مختصر کرنٹ کی صلاحیت پر منحصر ہوتا ہے (PCC)۔
  مثال: شبکہ سے منسلک فوٹو وولٹائیک انورٹرز کو IEE-Business 1547-2018 کے مطابق THDi کو 3% سے کم رکھنا ہوتا ہے۔

1.2 بین الاقوامی معیار (IEC 61000-4-30:2015)

• کلاس A آلات (عالي صحت):
  THD پیمائش کی غلطی ≤ ±0.5% ہونی چاہئے۔ اس کا استعمال بجلی کے میٹروں کے نقاط، ترانسپورٹ سب سٹیشنز پر طاقت کی کیفیت کی نگرانی، اور تنازع کے حل کے لیے موزوں ہے۔

• کلاس S آلات (مخفف پیمائش):
  غلطی کی تحمل شدگی ≤ ±2% تک کی جا سکتی ہے۔ یہ عام صنعتی نگرانی کے لیے موزوں ہے جہاں عالي صحت ضروری نہ ہو۔

1.3 صنعتی معاشرے

• معاصر طاقت کے نظاموں میں، عالي صحت کے نگرانی کے آلات (مثال کے طور پر CET PMC-680M) عام طور پر THD پیمائش کی غلطی کو ±0.5% تک حاصل کرتے ہیں۔

• تجدید کے ذریعے طاقت کے تکامل (مثال کے طور پر ہوا یا سورج کے پلانٹ) کے لیے، THDi عام طور پر ≤ 3%–5% ہونا ضروری ہے تاکہ شبکہ کی ہارمونکس کی آلودگی سے بچا جا سکے۔

2. صنعتی آلات اور پیمائش کے آلات کی غلطیاں

2.1 صنعتی درجہ کے آلات

• متعدد کارکردگی کے بجلی کے میٹروں (مثال کے طور پر HG264E-2S4):
  2 سے لے کر 31 تک کے ہارمونکس کو پیما کرنے کے قابل ہیں، THD غلطی ≤ 0.5% ہوتی ہے۔ یہ سٹیل، کیمیا، اور صنعتی صنعتوں میں وسیع طور پر استعمال ہوتے ہیں۔

• 携帯型分析仪（例如：PROVA 6200）：
  1至20次谐波的测量误差为±2%，21至50次谐波的测量误差增加到±4%。适用于现场诊断和快速站点评估。

2.2 特殊测试设备

• 谐波电压/电流分析仪（例如：HWT-301）：

• 1至9次谐波：±0.0%rdg ±5dgt

• 10至25次谐波：±2.0%rdg ±5dgt
  适用于实验室使用、校准实验室和高精度验证任务。

3. 错误来源及优化措施

3.1 主要错误来源

• 硬件限制：
  ADC采样分辨率、温度漂移（例如：ADC漂移系数≤5 ppm/°C）以及滤波器性能显著影响准确性。

• 算法缺陷：
  不恰当的FFT窗口选择（例如：矩形窗口会导致频谱泄漏），以及谐波截断（例如：仅计算到第31次谐波）会引入计算误差。

• 环境干扰：
  电磁干扰（EMI >10 V/m）和电源波动（±10%）可能导致测量偏差。

3.2 优化策略

• 硬件冗余：
  使用双通信模块和冗余电源以消除单点故障风险，确保数据完整性。

• 动态校准：
  每季度使用标准源（例如：Fluke 5522A）进行校准，以确保长期精度在指定容差范围内。

• 抗EMI设计：
  在高频干扰环境中，实施CRC-32 + Hamming码双重错误检查，以增强数据可靠性和传输鲁棒性。

4. THD测量误差的典型场景示例

5. 总结

• 标准限值：在电力系统中，THDv通常限制在≤5%，THDi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（如公用计量点）选择Class A设备，在一般工业监测中选择Class S设备。

• 误差控制：通过硬件冗余、定期动态校准和抗EMI设计，可以将长期测量精度保持在可接受的范围内。