THD අත්‍යාධික භාරය: කෙසේ සංචලන බිඳුව්ලෝගී බලයේ සාමග්‍රික පහරදීමට ප්‍රතිඵලයි

සැබෑ ජාලයේ THD සීමාවන් ඉක්මවා යන විට (උදා: වෝල්ටීයතාව THDv > 5%, ධාරාව THDi > 10%), බල දාමයේ සියලුම උපකරණ වලට — සහනය → බෙදාහැරීම → උත්පාදනය → පාලනය → පරිභෝජනය දක්වාම ස්වාභාවික හානි සිදුවේ. මූලික ක්‍රියාකාරකම් වන්නේ අමතර අලාභ, අනුනාදී අධි ධාරාව, ගාමක ආවර්තන චංචලතා සහ නියැදි විකෘතිකරණය වේ. උපකරණ වර්ගය අනුව හානි ක්‍රියාකාරකම් සහ ප්‍රකාශන සැලකිය තරම් වෙනස් වන අතර, පහත දැක්වේ:

1. සහන උපකරණ: උෂ්ණත්වය, වයස්ගත වීම සහ ජීවිත කාලය අතිශයින් අඩුවීම

සහන උපකරණ කෙලින්ම ජාල ධාරාව/වෝල්ටීයතාව දරයි. සාමාන්‍ය අනුවර්තන අංශු ශක්ති අලාභය සහ නියාඳන ක්ෂයාංගය වැඩි කරයි. ප්‍රධාන ලෙස බලපාන කොටස් වන්නේ සහන රේඛා (කේබල්/අධි රේඛා) සහ ධාරා ට්‍රාන්ස්ෆෝමර (CTs) වේ.

1.1 සහන රේඛා (කේබල් / අධි රේඛා)

• හානි ක්‍රියාකාරකම: ඉහළ සාමාන්‍ය අනුවර්තන සංඛ්‍යාත වැඩි කරනු ලබන්නේ "ත්වක් ආචරණය" (ඉහළ සංඛ්‍යාත ධාරා සන්නායක මතුපිට එක් වීම, ඵලදායී කුරුම් පරිමාව අඩු කිරීම), රේඛා ප්‍රතිරෝධය වැඩි කරයි. අමතර දෙමළ අලාභ සාමාන්‍ය අනුවර්තන ඇණයේ වර්ගය සමඟ වැඩි වේ (උදා: 5 වන සාමාන්‍ය අනුවර්තන දෙමළ අලාභය මූලික ඒකකයට වඩා 25× කි).

• නිශ්චිත හානි:

• උෂ්ණත්වය: THDi = 10% විට, දෙමළ අලාභය අංකන කොන්දේසි වලට සාපේක්ෂව 20%-30% කින් වැඩි වේ. කේබලයේ උෂ්ණත්වය 70°C සිට 90°C දක්වා ඉහළ යා හැකි අතර (නියාඳන තහන්තරය ඉක්මවා), නියාඳන පෙළ (උදා: XLPE) වයස්ගත වීම සහ බිඳ වැටීම වේගවත් කරයි.

• ජීවිත කාලය කෙටි වීම: දීර්ඝ කාලීන උෂ්ණත්වය කේබලයේ ජීවිත කාලය 30 වසරක් සිට 15–20 වසර දක්වා අඩු කරයි, "නියාඳන බිඳවැටීම" සහ කෙටි පරිපථ දෝෂ සිදු විය හැකිය. (කර්මාන්ත පරිශ්‍රයක් තුළ අධික 3 වන සාමාන්‍ය අනුවර්තනය හේතුවෙන් වසරක් ඇතුළත දහය් කිලෝ වෝල්ට් කේබල් දෙකක් දැවුණු අතර, අලුත්වැඩියා වියදම රුපියල් 800,000 ට අධික විය.)

1.2 ධාරා ට්‍රාන්ස්ෆෝමර (CTs)

• හානි ක්‍රියාකාරකම: සාමාන්‍ය අනුවර්තන ධාරා (විශේෂයෙන් 3 වන සහ 5 වන) CT යකඩ හෘදයේ "ක්ෂණික සන්තෘප්තිය" සිදු කරයි, හිස්ටරෙසිස් සහ චක්‍රීය ධාරා අලාභය සුළු වැඩි කරයි (අමතර යකඩ අලාභ). සන්තෘප්තිය ද්විතීය පැත්තේ නිමැවුම් තරංග හැඩය විකෘති කරයි, ප්‍රාථමික ධාරාව නිවැරදිව නිරූපණය කිරීමට අවහිර වේ.

• නිශ්චිත හානි:

• හෘදයේ උෂ්ණත්වය: CT හෘදයේ උෂ්ණත්වය 120°C ඉක්මවා යා හැකි අතර, ද්විතීය සැත්කම්වල නියාඳනය දැවී යා හැකි අතර අනුපාත නිරවද්‍යතාව අඩු වේ.

• රක්ෂණ දෝෂ ක්‍රියාකාරිත්වය: විකෘති ද්විතීය ධාරාව රක්ෂණ පුහුරු (උදා: අධි ධාරා ආරක්ෂාව) "රේඛා කෙටි පරිපථ" දෝෂ ලෙස වැරදියට හඳුනා ගෙන, වැරදි ක්‍රමයෙන් ක්‍රියාත්මක වේ. (විතරකරණ ජාලයක් තුළ CT සන්තෘප්තිය හේතුවෙන් පොළොව් රේඛා 10 ක් කැටි විය, පුද්ගලයින් 20,000 ක් බලපෑවේය.)

2. බෙදාහැරීමේ උපකරණ: නිතර දෝෂ, පද්ධති ස්ථාවරත්වය බිඳ වැටීම

බෙදාහැරීමේ උපකරණ ජාලයේ "ඉහළ සහ පහළ සම්බන්ධතා" සඳහා ඉතා වැදගත් වේ. THD සීමාවන් ඉක්මවා යාමෙන් සෘජු හානි සිදු වේ. ප්‍රධාන ලෙස බලපාන උපාංග ඇතුළත් වන්නේ බල ට්‍රාන්ස්ෆෝමර, සංග්‍රාහක බැංකු සහ ප්‍රතිරෝධක වේ.

2.1 බල ට්‍රාන්ස්ෆෝමර (විතරකරණ / ප්‍රධාන ට්‍රාන්ස්ෆෝමර)

• හානි ක්‍රියාකාරකම: සාමාන්‍ය අනුවර්තන වෝල්ටීයතා ට්‍රාන්ස්ෆෝමර හෘදයේ චුම්භක හිස්ටරෙසිස් සහ චක්‍රීය ධාරා අලාභය වැඩි කරයි (අමතර යකඩ අලාභ); සාමාන්‍ය අනුවර්තන ධාරා සැත්කම්වල දෙමළ අලාභය වැඩි කරයි. ඒකාබද්ධව, මේවා සම්පූර්ණ අලාභය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කරයි. අසමතුලිත ත්‍රි-දැලි සාමාන්‍ය අනුවර්තන නිසා මධ්‍යස්ථ ධාරාව වැඩි වේ (දැලි ධාරාවේ 1.5× දක්වා), ප්‍රාදේශීය උෂ්ණත්වය තවදුරටත් අඩු වේ.

• නිශ්චිත හානි:

• හෘදයේ උෂ්ණත්වය: THDv = 8% විට, ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයේ යකඩ අලාභය 15%-20% කින් වැඩි වේ. හෘදයේ උෂ්ණත්වය 100°C සිට 120°C දක්වා ඉහළ යයි, නියාඳන තෙල් (උදා: 25# ට්‍රාන්ස්ෆෝමර තෙල්) ක්ෂය වීම වේගවත් වේ, අම්ලතාව වැඩි වීම සහ ධාරිතා ශක්තිය අඩු වීම.

• සැත්කම් දැවීම: දීර්ඝ කාලීන උෂ්ණත්වය සැත්කම් නියාඳන කඩදාසි (උදා: Nomex) කාබන

  විශේෂිත හානි:

• කොයිලයේ අධික උණුසුම් වීම: THDi = 12% වූ විට, ප්‍රතිචාලකයේ දැවී යාමේ අලාභය 30% කට වැඩි වේ; කොයිල උෂ්ණත්වය 110°C ඉක්මවා යාමෙන් නියෝජන වර්ණකය කාබනීකරණය වී කැළී යයි.

• හර්ත ශබ්දය සහ පාවිච්චි වීම: තරංග සංඛ්‍යාව සමඟ ඇතිවන ඇතිවීම් සංඛ්‍යාව සම්බන්ධ වීමෙන් බොහෝ ශබ්දයක් (>85 dB) ඇති වේ. දීර්ඝ කාලීන ඇතිවීම් සිලිකන් පිඟාන් පත්‍ර ලිහිල් කරයි, පෙරීමේ හැකියාව අඩු කරමින් සමහර අවනුවන් අවහිර කිරීම අක්‍රිය කරයි.

3. උත්පාදන උපකරණ: ප්‍රතිදාන සීමාව, ආරක්ෂිත අවදානම් වැඩිවීම

උත්පාදන උපකරණ ජාලයේ "ශක්ති මූලාශ්‍රය" වේ. THD හි අධික මට්ටම ක්‍රියාකාරී ස්ථාවරත්වයට නegative බලපෑම් ඇති කරයි. ප්‍රධාන ආඥාවට ලක්වන උපකරණ: සමමුහූර්ත ජනනය, නවීකරණීය පරිවර්තක (PV/වැස්ස).

3.1 සමමුහූර්ත ජනනය (තාප/ජල කර්මාන්ත ශාලා)

• හානි යාන්ත්‍රණය: ජාලයේ සමහර අවනුවන් ජනනයේ ස්ථාවර කොයිලය තුළට ආපසු ප්‍රවාහය වීමෙන් "සමහර ൙වදුරු චුම්බක ගතික ප්‍රවර්තනය" ඇති කරයි. මූලික ප්‍රවර්තනය මත මෙය අතිච්ඡාදනය වීමෙන් "පල්සේටින් ප්‍රවර්තනය" ඇති කරයි, ඇතිවීම් වැඩි කරයි. සමහර ධාරාවන් ද ස්ථාවර දැවී යාමේ අලාභය වැඩි කරමින් ස්ථානීය අධික උණුසුම් වීමක් ඇති කරයි.

• විශේෂිත හානි:

• අඩු ප්‍රතිදානය: THDv = 6% වූ 300MW ඒකකයක් පල්සේටින් ප්‍රවර්තනය හේතුවෙන් ±0.5% වේගයේ උච්චාවචනයක් අත්දකින අතර, ප්‍රතිදානය 280MW ට අඩු වීමෙන් 5%-8% ක්‍රමාර්ථකතාව අඩු වේ.

• කොයිලයේ අධික උණුසුම් වීම: ස්ථාවර උෂ්ණත්වය 130°C දක්වා යා හැකි අතර (A පන්තියේ නියෝජන සීමාව 105°C ඉක්මවා), නියෝජනයේ වයස් වැඩිවීම ත්වරණය කරමින් කුණ්ඩලි අතර කෙටි පරිපථ ඇති වීමේ අවදානමක් ඇත.

• බෙයාරින් පාවිච්චි වීම: ඇතිවීම් වැඩි වීමෙන් බෙයාරින් (උදා: රෙගුල් බෙයාරින්) පාවිච්චි වීම වැඩි වීමෙන් ආයු කාලය වසර 5 සිට වසර 2–3 දක්වා අඩු වේ.

3.2 නවීකරණීය පරිවර්තක (PV / වැස්ස)

• හානි යාන්ත්‍රණය: පරිවර්තක GB/T 19964-2012 අනුව ජාලයේ THD සඳහා සංවේදී වේ. සම්බන්ධතා ලක්ෂ්‍යයේ THDv > 5% නම්, පරිවර්තකය "සමහර ආරක්ෂාව" සක්‍රිය කරයි. තවද, සමහර වෝල්ටීයතාව DC සහ AC පැත්ත අතර බලයේ අසමතුලිතතාවක් ඇති කරයි, IGBT මොඩියුලයේ අධික උණුසුම් වීමට හේතු වේ.

• විශේෂිත හානි:

• ජාලයෙන් වෙන්වීම: THDv = 7% වූ වැස්සාලාවක, 1.5MW පරිවර්තක 20 ඒකකයක් එකවර වෙන් වීමෙන් දිනකට kWh 100,000 කට වැඩි වැස්සාලා බලය අත්හැරිණි, රුපියල් 50,000 ක ආදායම් අලාභයක් ඇති විය.

• IGBT දැවී යාම: සමහර අවනුවන් යටතේ දීර්ඝ කාලීන ක්‍රියාකාරිත්වය IGBT මොඩියුලයේ (ප්‍රධාන සංරචකය) ස්විච් අලාභය වැඩි කරයි, උෂ්ණත්වය 150°C ඉක්මවා "තාප බිඳවැටීම" සඳහා අවදානමක් ඇති කරයි. පරිවර්තකයකට අලුත්වැඩියා කිරීමේ පිරිවැය රුපියල් 100,000 ඉක්මවයි.

4. පාලන උපකරණ: නියැදි විකෘතිකරණය, පද්ධති දෝෂ

පාලන උපකරණ ජාලයේ "මොළය සහ ස්නායු පද්ධතිය" ලෙස ක්‍රියා කරයි. THD හි අධික මට්ටම නියැදි දත්ත විකෘති කරයි සහ ව්‍යාකූල උපදෙස් ප්‍රවාහය ඇති කරයි. ප්‍රධාන ආඥාවට ලක්වන උපකරණ: ආරක්ෂිත රිලේ, ස්වයංක්‍රීය සන්නිවේදන පද්ධති.

4.1 ආරක්ෂිත රිලේ (අධික ධාරා / වෙනස් ආරක්ෂාව)

• හානි යාන්ත්‍රණය: සමහර ධාරාවන් CT හි සංක්‍රාන්තික සංතෘප්තිය ඇති කරයි, නියැදි ධාරා ආකෘති විකෘති කරයි (උදා: තල් හැඩ ආකෘති), ආරක්ෂිත ඇල්ගොරිතම විසින් විශාලත්වය සහ කලාව වැරදි අවබෝධ කර ගැනීමට හේතු වන අතර වැරදි ක්‍රියාමාර්ග ඇති කරයි. සමහර වෝල්ටීයතාවන් රිලේ බල සැපයුම් වලට බාධා කරමින් තර්ක පරිපථ දෝෂ ඇති කරයි.

• විශේෂිත හානි:

• වැරදි තිරිඟු කිරීම: THDi = 12% වූ බෙදාහැරීමේ ජාලයක, සංතෘප්තිය හේතුවෙන් CT ප්‍රතිදානය විකෘති වීමෙන් අධික ධාරා ආරක්ෂාව "ප්‍රවාහක කෙටි පරිපථය" වැරදි වශයෙන් හඳුනා ගෙන පෝෂක 10 ක් තිරිඟු කර 20,000 ගෘහස්ථයින් සඳහා පැය 4 ක් බලය නතු කර රුපියල් 2 මිලියනයකට වැඩි වූ පාරිභෝගික ආර්ථික අලාභයක් ඇති විය.

• තිරිඟු නොවීම : සමහර බාධාවන් රිලේ බල සැපයුමේ ±10% වෝල්ටීයතා උච්චාවචනයක් ඇති කරන්නේ නම්, තර්ක පරිපථය අක්‍රිය වීමෙන් සත්‍ය දෝෂයකදී තිරිඟු නොවීමට හේතු වන අතර දෝෂය තවත් පුළුල් වීමට ඉඩ සලසයි.

4.2 ස්

5.1 කර්මාන්ත සංදේශක (ආවේශන / සමමුහූර්ත සංදේශක)

• ෙහානි යාන්ත්‍රණය: සාපේක්ෂ වෝල්ටීයතාව "සාපේක්ෂ ධාරා" උත්පාදනය කරයි, එය සංදේශකයේ ස්ථාවර කොටසේ ඇති කුණ්ඩලිවල ජනනය වන අතර "නිෂේධාත්මක අනුපිළිවෙළ චුම්භක ක්ෂේත්‍රය" නිර්මාණය කරයි. මූලික ක්ෂේත්‍රය සමඟ එක්වීමෙන් "අවමන්දන ටෝක්" ඇති කරයි, එමඟින් වේගයේ අස්ථාවරතා සහ ඇතිවන කම්පනය වැඩි වේ. සාපේක්ෂ ධාරා නිසා ස්ථාවර කොටසේ/භ්‍රමණ කොටසේ ද්‍රව්‍යමය අලාභය වැඩි වීම නිසා සම්පූර්ණ තාපනය වැඩි වේ.

• නිශ්චිත හානි:

• දක්ෂතා පතනය: THDv = 7% වන විට 100kW ආවේශන සංදේශකයක දක්ෂතාව 92% සිට 85% ට අඩු විය, වාර්ෂිකව භාවිතා කරනු ලබන අතිරික්ත විදුලිය kWh 50,000 ක් ඉක්මවයි (කිලෝවොට් පැයකට 0.6 යුවාන් ගණන් කළ විට, අතිරික්ත විදුලි පිරිවැය: වාර්ෂිකව 30,000 රුබ් යුවාන්).

• දැවී යාම: ඉඟුරු කර්මාන්තශාලාවක රෝලින් මිල් සංදේශකය සත්‍ය සාපේක්ෂ දීර්ඝ කාලයක් නිසා සයිතු මාස දෙකක් ඇතුළත 2 වතාවක් දැවී ගියේ ය, ස්ථාවර කොටසේ උෂ්ණත්වය 140°C දක්වා ලැබුණි. සංදේශකයකට ප්‍රතිස්ථාපන පිරිවැය රුබ් යුවාන් 2 මිලියනයට ඉක්ම ය.

• කම්පනය සහ ශබ්දය: සංදේශක කම්පන ත්වරණය 0.1g සිට 0.5g දක්වා වැඩි විය, ශබ්දය 90dB ඉක්ම ගියේ ය, ක්‍රියාත්මක පරිසරය බාධා කළේ ය, අඩිතල පාවිච්චිය වේගවත් කළේ ය.

5.2 නිරවද්‍ය උපකරණ (අර්ධ සන්නායක ලිතෝග්‍රැෆි යන්ත්‍ර / වෛද්‍ය MRI)

• ෙහානි යාන්ත්‍රණය: මෙම උපාංග අතිශය පිරිසිදු වෝල්ටීයතාව (THDv ≤ 2%) අවශ්‍ය වේ. සාපේක්ෂ අභ්‍යන්තර බල සැපයුම් තුළ රිපල් වැඩි කරයි සහ ADC නියැදි ගැනීමේ නිරවද්‍යතාව අඩු කරයි, අවසානයේ ක්‍රියාකාරිත්වය අඩු වේ.

• නිශ්චිත හානි:

• නිරවද්‍යතාව අඩු වීම: THDv = 4% වන අර්ධ සන්නායක ලිතෝග්‍රැෆි යන්ත්‍රයක ලේසර් ස්ථාන නිරවද්‍යතාව 0.1μm සිට 0.3μm දක්වා අඩු විය, වේෆර් ඵලදාව 95% සිට 80% දක්වා අඩු විය, දිනකට නිෂ්පාදන වටිනාකමෙන් රුබ් යුවාන් 500,000 කට ඉක්ම අහිමි විය.

• උපකරණ නතුරුවීම: සාපේක්ෂ මැජ්නටික් රෙසොනේන්ස් උපකරණ (MRI) හි ග්‍රේඩියන්ට් කොයිල් වල ධාරා අස්ථාවරතා ඇති කළේ ය, පැහැදිලි රූප නිර්මාණය වළක්වා දැමීම, නතුරුවීමට නිර්බන්ධනය කළේ ය. (රෝහලක් තුන්වන සාපේක්ෂ අධික වීම නිසා MRI ක්‍රියාකාරකම් 2 දින සඳහා නතුරුවිය, වෛද්‍ය රැකියා ආදායමෙන් රුබ් යුවාන් 100,000 කට ඉක්ම අහිමි විය.)

සාරාංශය: THD නිසා ඇතිවන උපකරණ හානියේ මූලික නීති

• ආවේශක උපකරණ (රූපාන්තරක, සංදේශක, ප්‍රතිරෝධක): "අතිරික්ත අලාභ" වෙත අවධානය යොමු වේ — සාපේක්ෂ යෝධ/ද්‍රව්‍යමය අලාභය වැඩි කරයි, උෂ්ණත්වය සහ වයස් වැඩිවීම ප්‍රධාන හානිය වේ.

• ධාරිත්‍රක උපකරණ (ධාරිත්‍රක): "අනුනාදිත අධි ධාරාව" වෙත අවධානය යොමු වේ — සාපේක්ෂ අනුනාදය ඇති කිරීමට පහසු වන අතර, අධි ධාරාව නිසා ගින්නෙහි බිඳ වැටීම ප්‍රධාන හානිය වේ.

• නියාමන උපකරණ (රිලේ, සන්නිවේදන පද්ධති): "නියැදි විකෘතිය" වෙත අවධානය යොමු වේ — සාපේක්ෂ දත්ත විකෘති කරයි, වැරදි ක්‍රියාකාරකම් හෝ ක්‍රියා නොකිරීම් ඇති කරයි.

• නිරවද්‍ය උපකරණ (ලිතෝග්‍රැෆි යන්ත්‍ර, MRI): "තරංග හැඩ විකෘතිය" වෙත අවධානය යොමු වේ — සාපේක්ෂ වෝල්ටීයතා රිපල් වැඩි කරයි, නිරවද්‍යතාව අඩු වීමට තුඩු දෙයි.

එබැවින්, බල ජාල දෙකේ උපායමාර්ගයක් අනුගමනය කළ යුතු ය:
"සාපේක්ෂ නිරීක්ෂණය (THD මැනීමේ දෝෂය ≤ ±0.5%) + ක්‍රියාශීලී ෆිල්ටර් (APF) / නිෂ්ක්‍රීය ෆිල්ටර්"
THDv ජාතික ප්‍රමිතියේ 5% සීමාව තුළ තබා ගැනීම සඳහා, එමඟින් මූලාශ්‍රයෙන්ම උපකරණ හානිය වැළැක්වීම.