THD yfirbótaflæði: Hvordan harmónik taka að sig vélaverk fyrir raforku

Þegar raunverulegur THD í rásinni fer yfir mark (til dæmis, spennu-THDv > 5%, straum-THDi > 10%), þá orsakar það ónæmislega skemmu á tækjum í heilli raforkuferlinu — Afhending → Dreifing → Framleiðsla → Stjórnun → Notkun. Kjarna mekanískar eru auknar tapir, einnsvæðis ofstraumur, dreifing á krafti og samþrómstöflun. Skemmumekanískar og sýnilegar einkenni breytast mjög eftir tegund tækis eins og lýst er hér fyrir neðan:

1. Afhendingartæki: Ofhitt, eldask, og drástískt minnkað líftíma

Afhendingartæki bera beint rafstraum/spennu í rásinni. Harnonikkar auka orku tapa og skemmu sveipu. Aðal atriði sem verða aðleysið eru afhendingarlínur (snöru/loftlínur) og straumareiknistæki (CTs).

1.1 Afhendingarlínur (Snöru / Loftlínur)

• Skemmumekanismi: Hærri harnonikkfrekvensir auka "húðarfekt" (hárfrétt straumur sameinar á yfirborði leitar, sem minnkar virka svæðissvið), sem aukar línutap. Aukin kupar-tapar stiga með ferningi harnonikkraða (til dæmis, 5. harnonikkur kupar-tapa er 25× þeirri grunnflokks).

• Sérstök skemmur:

• Ofhitt: Þegar THDi = 10%, auka kupar-tapir um 20%-30% í samanburði við merktar aðstæður. Snaran hitastig getur öruggt stigið frá 70°C upp í 90°C (sem fer yfir sveipufasthaldi), sem flýtur eldask og brotna sveipuslag (til dæmis, XLPE).

• Minnkaður líftími: Langvarandi ofhitt minnkar snara líftíma frá 30 árum niður í 15–20 ár, sem gæti valdið "sveipubrot" og kortslóðarvillur. (Í verksgreinu bruntu tvær 10kV snöru innan eina árs vegna of mikils 3. harnonikks, sem kostnaði yfir 800,000 RMB í endurvinnslu.)

1.2 Straumareiknistæki (CTs)

• Skemmumekanismi: Harnonikkar straumar (sérstaklega 3. og 5.) valda "eftirlitssmettu" í CT jörnum, sem marktekt auka hysteresis og víðstræð tapa (aukinn járn-tapar). Smetta skekur úttakslínu á seinni hlið, sem forðast rétt framsetningu á fyrsta straumi.

• Sérstök skemmur:

• Járn-ofhitt: CT járnhitastig gæti öruggt ferðist yfir 120°C, sem brennir sveipu á seinni vindingar og valdi ónæmislegum hlutföllum.

• Villuleg verking á vernd: Skekkju fulltrúar straumur leiðir til að verndarskynjar (til dæmis, ofstraumsvernd) villulega greina "línu kortslóð", sem valdar villulegum skynjingu. (Dreifingarkerfi reyndi 10 leiðatengingar vegna CT smettu, sem áhrifaði 20,000 heimilshald.)

2. Dreifingartæki: Frekari villur, fall systemstöðugleika

Dreifingartæki er auðveldlegt fyrir "tenging á efstu og neðstu hluti" í rásinni. THD sem fer yfir mark valdi mestu beinan skemmu. Aðal atriði sem verða aðleysið eru orkatrafoar, kapasítbankar og reaktorar.

2.1 Orkatrafoar (dreifing / aðal trafoar)

• Skemmumekanismi: Harnonikkar spennur auka magnskefnis hysteresis og víðstræð tapa í trafojörnum (aukinn járn-tapar); harnonikkar straumar auka kopar-tapar. Saman lagt, þetta marktekt auka heiltap. Ósamstilltar þriggja-fás harnonikkar auka líka neutrálstraum (upp í 1,5× fása straum), sem versla lokaverðan ofhitt.

• Sérstök skemmur:

• Járn-ofhitt: Þegar THDv = 8%, auka trafojárn-tapir um 15%-20%. Járnhitastig stigur frá 100°C upp í 120°C, sem flýtur eldask sveipuolía (til dæmis, 25# trafoolía), aukar syrfæði, og minnkar dielectric styrk.

• Vindingarbruni: Langvarandi ofhitt kolinar sveipuvinningar (til dæmis, Nomex), sem leiðir til kortslóða. 110kV aðaltrafo í undirstöðu fékk kortslóð eftir 3 ár vegna of mikils 5. harnonikks, sem kostnaði yfir 5 milljón RMB í endurvinnslu.

• Minnkaður líftími: Langvarandi THD minnkar trafo líftíma frá 20 árum niður í 10–12 ár.

2.2 Paralellkapasítbankar (fyrir óvirkt orkujafnvægi)

• Skemmumekanismi: Kapasítreactance minnkar með frekvens (Xc = 1/(2πfC)), svo hárfrétt harnonikkar valda ofstraumi. Ef kapasítar mynda "harnonikkresonans" við rásinductance (til dæmis, 5. röð resonance), þá getur straumur stigit upp í 3–5× merkt gildi—margt yfir kapasítmerkimið.

• Sérstök skemmur:

• Sveipubrot: Ofstraumur hitar innri dielectrics (til dæmis, polypropylene film), sem valdar puncture, puffing, eða jafnvel explosions. (Verksgrein valdi skemmu á þremur 10kV kapasítbankum innan eina mánaðar vegna 7. harnonikksresonans; endurvinnslukostnaður fyrir hverja banku var yfir 150,000 RMB.)

• Villuleg verking á vernd: Resonansstraumar brenna út fuse links; ef vernd misskir að verka, þá stigrar brandarisk.

2.3 Seriereactorar (fyrir harnonikksstöðugleika)

• Skemmumekanismi: Ekki sjálfsagt notað til að dregja ákveðna harnonikkar (til dæmis, 3. og 5.), en reaktorar rekja aukna kopar-tapa undir langvarandi harnonikstrauma. Pulsandi magnskefnisvegar frá harnonikkar auka einnig core vibratión, sem valdar vöruverslu.

• Tilkynnd skemmdir:

• Yfirhitið snúningur: Þegar THDi = 12%, stiga kupferföllum á reaktorinni yfir 30%; hiti snúningar fer yfir 110°C, sem leifir til að varnvernið birtist og skiptist út.

• Hljóð af kjarni og sletting: Vibreran frekari tengjast harmóníum, sem myndar sterkt hljóð (>85 dB). Langvarandi vibreran læsir silícíjarstálsskif, sem minnkar megnagildi og gerir harmóníuþrotta óvirkt.

3. Framleiðslaartæki: Takmarkað úttak, stigandi öryggisofbeldi

Framleiðslaartæki eru "orkuaðila" netsins. Of mikil THD hefur neikvæð áhrif á stöðugleika framleiðslu. Aðal tæki sem verða áhrifna: samhendingarframleiðendur, endurnýjanlegir inverter (sólar/ vind).

3.1 Samhendingarframleiðendur (Hitabelti/hydraverk)

• Skaðamekanismi: Harmóníu straumar í netinu fara aftur í snúningarsnúning frambúar, sem myndar "harmóníulega rafmagns dreifingu". Þegar lagt yfir grunnstrengja dreifingu, myndar þetta "pulsandi dreifingu", sem stigir vibreran. Harmóníu straumar stiga einnig kupferföllum á snúning, sem valdar staðbundið ofhitad.

• Tilkynnd skemmdir:

• Lækkadur úttak: 300MW eining við THDv = 6% upplifir ±0.5% hraðaflukt vegna pulsandi dreifingu, sem lækkar úttak undir 280MW, með lækkun á nýtingu um 5%-8%.

• Yfirhitið snúningur: Hiti snúnings gæti orðið 130°C (yfir klasa A varnvernis takmarkaðri 105°C), sem hræddir varnvernis aldurs og valdar risiku fyrir snúningabrot.

• Bearing sletting: Stigandi vibreran hræddir bearing (t.d., sleivubearing) sletting, sem lækkar líftímabili frá 5 árum til 2–3 ár.

3.2 Endurnýjanlegir inverter (sólar / vind)

• Skaðamekanismi: Inverter eru viðkvæmir fyrir net-THD (eftir GB/T 19964-2012). Ef THDv í tengipunkti > 5%, triggir inverter "harmóníuvörn" til að forðast skemmdir. Einnig valdar harmóníu spenna ójöfnu orku milli DC og AC hliða, sem valdar IGBT einingar að ofhita.

• Tilkynnd skemmdir:

• Net losun: Við vindarkerfi með THDv = 7%, losuðu 20 einingar 1.5MW inverter saman, sem eyddu yfir 100,000 kWh vindorku á dag, sem kostnaði um 50,000 RMB í tapaðri inntækju.

• IGBT brúnun: Langvarandi virkni undir harmóníu stigir skiptamissi í IGBT einingum (kernieining), sem valdar hita yfir 150°C, sem valdar "hiti brot." Véla kostnaður fyrir hver inverter er yfir 100,000 RMB.

4. Stjórnartæki: Prófan skýring, kerfisvik

Stjórnartæki eru "heilahyggja og nervakerfi" netsins. Of mikil THD valdar skýruð prófan gögn og óvenjuleg skipunargengi. Aðal tæki sem verða áhrifna: verndarröll, sjálfvirk samfærslukerfi.

4.1 Verndarröll (ofstraums / mismunsvörn)

• Skaðamekanismi: Harmóníu straumar valda tímabundið CT metning, sem skýrde prófan straumsgreinar (t.d., flöttaðar greinar), sem valdi verndaraðferðum að misstilla amplitúdu og fasu, sem triggði vitlaust aðgerð. Harmóníu spennur geta einnig hagnað við röllu afrita, sem valdi vandamál í röksetningarkerfi.

• Tilkynnd skemmdir:

• Rangt losun: Skrárarnet með THDi = 12% upplifði skýrð CT úttak vegna metningar, sem valdi ofstraumsvernd að rangt greina "línu skurð" og losa 10 afla, sem skipti af orku 20,000 húsnæmi fyrir 4 klukkustundir, sem valdi óbeint efnahagsleysi yfir 2 milljón RMB.

• Mist ekki losun : Ef harmóníu hagnaður valdar ±10% spennusvif á röllu afrita, getur röksetningarkerfið krassað, sem mist ekki losun við raunverulegu skurð, sem leyfir skurð að stækka.

4.2 Sjálfvirk samfærslutæki (RS485 / ljósfjöl)

• Skaðamekanismi: Rafmagnsmagn af harmóníu (t.d., 10V/m RF hagnaður) tengjast í samfærslulinur, sem valdar "bit flips" í gögnasenda. Harmóníu spennur valda einnig óregluleikum í timasetningar einingum, sem stækka synkroníu villa.

• Tilkynnd skemmdir:

• Stigandi bit villa: Vegna harmóníu hagnaðs, RS485 samfærsla bit villa í skrárarnetskerfi stigið frá 10⁻⁶ til 10⁻³, sem valdi föstu eða tapaðri skipun (t.d., "stilla kondensatora skift").

• Einingsbrúnun: Háfrekast harmóníu getur brotið niður merki vegna eininga (t.d., optocouplers) í samfærslueiningum, sem valdar vandamál. Eitt undirstöðu eyddi 8 ljósfjöl einingar á mánuði vegna 5. harmóníu hagnaðar.

5. Endanlegt notandaartæki: Drekka nýting, framleiðslu ofbeldi

Endanlegt notandaartæki táknar "endanlegt hlaða" netsins. Viðskipta- og nákvæm tæki verða mest áhrifna af of mikilli THD. Aðal tæki sem verða áhrifna: viðskipta motar, nákvæmt tæki (myndavélar / læknisfræði MRI).

5.1 Íþróttamótor (Indúkts / Samhliða Mötor)

• Skemmunarferli: Harmónísk spenna myndar "harmónískar straumar" í stöturmótorvindingum, sem mynda "neikvæðar snúningarsveiflur." Þegar þær leggjast við grunnsvæfi, framleiða þær "stöðugangsspor," sem valdar fluktum í hraða og auknu skelfingu. Harmónískar straumar auka einnig stötur/roter kofnvorur, sem leidir til almennum ofuhits.

• Sérstök Skemming:

• Dalk á gildi: 100 kW indúktmótor með THDv = 7% sér dalk í gildi frá 92% niður í undir 85%, sem notar yfir 50.000 kWh ekstra á ári (við 0,6 yuan/kWh, aukaleg orkuverð: 30.000 yuan/ár).

• Brenning: Mótor rafmagnsvalsmills brenndist tvísvar innan sjess mánaða vegna lengdtraða 7. harmóníu; hiti stöturs náði 140°C. Kostnaður fyrir skiptimótor var yfir 2 milljón RMB.

• Skelfing & Ljóðrétting: Skyndun mótor skelfingar aukst frá 0,1g upp í 0,5g, ljóðrétting er yfir 90dB, sem hefur áhrif á vinnumynd og auknar skemming á grundvelli.

5.2 Nágrann Tæki (Semiconductor Lithography Málar / Læknisfræðileg MRI)

• Skemmunarferli: Þessi tæki kröva mjög hrein spenna (THDv ≤ 2%). Harmóníur auka ríff í innri orkugjöfum og minnka ADC prófunargildi, sem að lokum veikar virkni.

• Sérstök Skemming:

• Tapp á Nákvæmni: Semiconductor lithography málar með THDv = 4% sá lásarlæsingarnauðn dekkja frá 0,1μm niður í 0,3μm, sem lættaði útöflun silfurstykksins frá 95% niður í 80%, sem kostar yfir 500.000 yuan í útöflun á dag.

• Stöðvun Tækis: Harmóníur valdi straumsfluktum í MRI gradient spöllum, sem forða skýr mynd, sem valdi stöðvun. (Sjúkrahús hætti MRI verksemi fyrir 2 dagi vegna 3. harmóníu, sem kostar yfir 100.000 yuan í greiningartekjur.)

Samantekt: Kerntölur um THD-skeytta Skemming á Tæki

• Indúkt Tæki (Umformara, Mótor, Reaktor): Aflað af "Auknum Föllum" — harmóníur auka jarn/kopar föll, með ofuhit og eldandi sem aðal skemming.

• Kapass Tæki (Kapassar): Aflað af "Resonans Ofaströmu" — harmóníur geta auðveldlega valda resonansi, með ofustraum-valdri skemming á óþurrkun sem aðal skemming.

• Stjórnunartæki (Relays, Samskiptakerfi): Aflað af "Prófunar skekkju" — harmóníur skekkja gögn, sem leiðir til villulegra aðgerða eða missera aðgerða.

• Nágrann Tæki (Lithography Málar, MRI): Aflað af "Vegfallsskekkju" — harmóníur auka spennuríf, sem leiðir til tapa á nákvæmni.

Því miður, verður að taka tvöfaldan aðferð:
"Harmóníuskodun (stjórna THD mælingarskekkju ≤ ±0,5%) + Virkt sía (APF) / Ekki-virk sía"
til að halda THDv innan landskrifgreinar markmiðs 5%, sem heldur skemmingu tækis á uppruna.