Pamantayan ng Kagalian sa Pagsukat ng THD para sa mga Sistemang Pampanganggihan

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

Ang tanggap na saklaw ng error para sa Total Harmonic Distortion (THD) ay dapat pagsusuriin batay sa tiyak na konteksto ng paggamit, katumpakan ng kagamitan ng pagsukat, at mga aplikableng pamantayan ng industriya. Narito ang detalyadong pagsusuri ng mga pangunahing indikador ng pagganap sa mga sistema ng enerhiya, kagamitan ng industriya, at pangkalahatang aplikasyon ng pagsukat.

1. Mga Pamantayan ng Error sa Harmonics sa mga Sistema ng Enerhiya

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

• Voltage THD (THDv):
  Para sa mga pampublikong grid ng enerhiya, ang pinahihintulutan na voltage total harmonic distortion (THDv) ay ≤5% para sa mga sistema na may nominal voltages hanggang 110kV.
  Halimbawa: Sa isang planta ng bakal, ang THDv sa rolling mill system ay bawasan mula 12.3% hanggang 2.1% pagkatapos maipatupad ang mga hakbang ng mitigasyon ng harmonics, buo na sumasang-ayon 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 mga utility metering points, monitoring ng kalidad ng enerhiya sa transmission substations, at resolusyon ng mga kontrabersiya.

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

1.3 Karunungan ng Industriya

• Sa modernong mga sistema ng enerhiya, 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 karaniwang kinakailangan na ≤ 3%–5% upang maiwasan ang polusyon ng harmonics sa grid.

2. Mga Error sa Kagamitan ng Industriya at Instrumento ng Pagsukat

2.1 Industrial-Grade Devices

• Multifunction Power Meters (hal. HG264E-2S4):
  Kayang sukatin ang harmonics mula sa 2nd hanggang 31st order, may error sa THD ≤ 0.5%. Malaganap na ginagamit sa industriya ng bakal, kemikal, 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 site assessments.

2.2 Espesyal na Kagamitan ng Test

• 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 ng Optimisasyon

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 malaking epekto sa katumpakan.

• Kakulangan ng Algoritmo:
  Ang hindi tamang pagpili ng FFT window (hal. rectangular windows nagdudulot ng spectral leakage), at harmonic truncation (hal. paglimita sa 31st harmonic) ay nagdudulot ng mga error sa kompyutasyon.

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

3.2 Strategya ng Optimisasyon

• Redundancy ng Hardware:
  Gamitin ang dual communication modules at redundant power supplies upang alisin 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 matiyak ang long-term accuracy sa loob ng tinukoy na toleransiya.

• Disenyo na Resistant sa EMI:
  Para sa mga kapaligirang may 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 Typical na Scenario ng Mga Error sa Pagsukat ng THD

5. Buod

• Mga Limitasyon ng Pamantayan: Sa mga sistema ng enerhiya, ang THDv ay tipikal na limitado sa ≤5%, at ang THDi sa ≤5%–10%. Ang mga high-precision instruments ay maaaring makamit ang mga error sa pagsukat na nasa loob ng ±0.5%.

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

• Kontrol ng Error: Ang long-term measurement accuracy ay maaaring mapanatili sa loob ng tanggap na limit sa pamamagitan ng hardware redundancy, regular dynamic calibration, at disenyo na resistant sa EMI.