پاور سسٹم کے لئے THD میزراجمنٹ ایرر معیار

کلیہ ہارمونکس کی مجموعی تحریف (THD) کا غلطی تحمل: اطلاقی سیناریو، آلات کی صحت، اور صنعتی معیار کے بنیاد پر مکمل تجزیہ

کلیہ ہارمونکس کی مجموعی تحریف (THD) کا قابل قبول غلطی کا رینج خاص اطلاقی سیناریو، پیمائش آلات کی صحت، اور لاگو کرنے والے صنعتی معیار کے بنیاد پر متعین کیا جانا چاہئے۔ نیچے طاقت کے نظام، صنعتی آلات، اور عام پیمائش کے اطلاقوں میں کلیدی کارکردگی کے شاخصوں کا مفصل تجزیہ درج ہے۔

1. طاقت کے نظام میں ہارمونکس کے غلطی معیار

1.1 قومی معیار کے مطابق تقاضے (GB/T 14549-1993)

• ولٹیج THD (THDv):
  عوامی طاقت کے شبکوں کے لیے، نامزد ولٹیج تک 110kV کے نظاموں کے لیے مجاز ولٹیج کلیہ ہارمونکس کی مجموعی تحریف (THDv) ≤5% ہونی چاہئے۔
  مثال: ایک فولاد کی فیکٹری کے رولنگ مل سسٹم میں، ہارمونکس کی کم کرنے کے اقدامات کے بعد THDv کو 12.3% سے 2.1% تک کم کیا گیا، جو ملکی معیار کے مطابق ہے۔

• کرنٹ THD (THDi):
  معمولی طور پر مجاز کرنٹ THD (THDi) کا رینج ≤5% سے ≤10% تک ہوتا ہے، مشتری کے لوڈ کے تناسب اور عام کنکشن پوائنٹ (PCC) پر شارٹ سرکٹ کی صلاحیت کے بنیاد پر۔
  مثال: گرڈ سے منسلک فوٹو وولٹائیک انورٹرز کو IEEE 1547-2018 کے مطابق THDi کو 3% سے نیچے رکھنا چاہئے۔

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

• کلاس A آلات (ہائی پریژن):
  THD پیمائش کا غلطی ≤ ±0.5% ہونا چاہئے۔ یہ آلات بجلی کی میٹر کے پوائنٹس، ٹرانسمیشن سب سٹیشنز پر طاقت کی کوالٹی کی نگرانی، اور تنازعہ کے حل کے لیے مناسب ہیں۔

• کلاس S آلات (سimplified پیمائش):
  غلطی تحمل کو ≤ ±2% تک کم کیا جا سکتا ہے۔ یہ عام صنعتی نگرانی کے لیے مناسب ہیں جہاں ہائی پریژن ضروری نہ ہو۔

1.3 صنعتی معاشرے

• جدید طاقت کے نظاموں میں، ہائی پریژن نگرانی آلات (مثال کے طور پر CET PMC-680M) عام طور پر THD پیمائش کے غلطی کو ±0.5% کے اندر حاصل کرتے ہیں۔

• نیم کانسی کی توانائی کی داخلی (مثال کے طور پر ہوائی یا سورجی پلانٹس) کے لیے، THDi کو عام طور پر ≤ 3%–5% کے اندر رکھنا چاہئے تاکہ گرڈ کو ہارمونکس کی آلودگی سے بچایا جا سکے۔

2. صنعتی آلات اور پیمائش آلات کے غلطی

2.1 صنعتی درجہ کے آلات

• متعدد کارکردگی والا بجلی کا میٹر (مثال کے طور پر HG264E-2S4):
  2nd سے لے کر 31st تک کے ہارمونکس کی پیمائش کے قابل ہیں، THD غلطی ≤ 0.5% ہے۔ یہ فولاد، کیمیاء، اور صنعتی تیاری کے صنعتوں میں وسیع طور پر استعمال ہوتے ہیں۔

• پورٹیبل اینالائزر (مثال کے طور پر PROVA 6200):
  1–20 کے لیے ہارمونکس کی پیمائش کا غلطی ±2% ہے، 21–50 کے لیے ±4% ہو جاتا ہے۔ میدانی تشخیص اور تیز موقعی جانچ کے لیے مثالی ہے۔

2.2 مخصوص ٹیسٹ آلات

• ہارمونکس ولٹیج/کرنٹ اینالائزر (مثال کے طور پر HWT-301):

• 1st سے لے کر 9th تک کے ہارمونکس: ±0.0%rdg ±5dgt

• 10th سے لے کر 25th تک کے ہارمونکس: ±2.0%rdg ±5dgt
  لیبارٹری کے استعمال، کیلبریشن لیبارٹریز، اور ہائی پریژن تصدیق کے کام کے لیے مناسب ہیں۔

3. غلطی کے ذرائع اور بہتری کے اقدامات

3.1 اہم غلطی کے ذرائع

• ہارڈوئیر کی محدودیت:
  ADC سمپلنگ کی رزلیوشن، ٹیمپریچر ڈریفٹ (مثال کے طور پر ADC ڈریفٹ کوسفیئینٹ ≤5 ppm/°C)، اور فلٹر کی صلاحیت صحت پر کافی زور دیتے ہیں۔

• الگورتھمی کمزوریاں:
  غیر صحیح FFT ونڈو کا انتخاب (مثال کے طور پر مستطیل ونڈوز سپیکٹرل لیکیج کا باعث بناتے ہیں)، اور ہارمونکس کی کٹاؤ (مثال کے طور پر صرف 31st تک کی کلیہ گنتی) کامپیوٹیشنل غلطیاں متعین کرتی ہیں۔

• محیطی عوامل کا اثر:
  ایلیکٹرو میگنیٹک انٹرفیئرنس (EMI >10 V/m) اور بجلی کی فراہمی کی متغیریت (±10%) پیمائش کے انحراف کا باعث بن سکتی ہے۔

3.2 بہتری کے راستے

• ہارڈوئیر کی ریڈنڈنسی:
  ڈوبل کامیونیکیشن ماڈیولز اور ریڈنڈنٹ بجلی کی فراہمی کا استعمال کر کے ڈیٹا کی صحیحیت کو متاثر کرنے والے سینگل پوائنٹ فیلیور کے خطرات کو ختم کریں۔

• ڈائینامک کیلبریشن:
  کوارٹرلی کیلبریشن استاندارد سروس (مثال کے طور پر Fluke 5522A) کے ذریعے کر کے لمبے وقت تک کی صحت کو مقررہ تحمل کے اندر برقرار رکھیں۔

• EMI مقاوم ڈیزائن:
  ہائی فریکوئنسی انٹرفیئرنس کے ماحول میں CRC-32 + Hamming کوڈ ڈوبل ایرر چیکنگ کا استعمال کر کے ڈیٹا کی قابلیت اور ترسیل کی مضبوطی کو بڑھائیں۔

4. THD پیمائش کے غلطی کے معمولی سیناریو کے مثالیں

5. خلاصہ

• معیاری حدیں: طاقت کے نظاموں میں، THDv عام طور پر ≤5% تک محدود ہوتا ہے، اور THDi ≤5%–10% تک ہوتا ہے۔ ہائی پریژن آلات کو ±0.5% کے اندر پیمائش کے غلطی حاصل کر سکتے ہیں۔

• آلات کا انتخاب: جہاں ہائی پریژن ضروری ہو (مثال کے طور پر بجلی کے میٹر کے پوائنٹس)، کلاس A آلات کا انتخاب کیا جانا چاہئے، اور عام صنعتی نگرانی کے لیے کلاس S آلات کا انتخاب کیا جانا چاہئے۔

• غلطی کا کنٹرول: لمبے وقت تک کی پیمائش کی صحت کو مقبول حدیں کے اندر برقرار رکھنے کے لیے ہارڈوئیر کی ریڈنڈنسی، ریگولر ڈائینامک کیلبریشن، اور EMI مقاوم ڈیزائن کا استعمال کیا جا سکتا ہے۔