Armonik THD Təsiri: Şəbəkədən Təchizata Kimi

Armonik THD xətalarının enerji sistemlərinə təsiri iki aspektdən analiz edilməlidir: "faktiki şəbəkə THD limitləri aşır (məhdudlaşdırılmış armonik məzmun)" və "THD ölçmə xətaları (düzgün monitorinq)" — ilk dərəcədə sistemin ekipmanına və stabilidade zədə verir, ikinci dərsi isə "yanlış və ya səhər alarm" səbəbindən düzgün olmayan qarşılama göstərir. Bu iki faktor birgə işlədildikdə sistem risklərini artırır. Təsirlər tamamı ilə enerji zəncirində — nəqil → transmisya → paylanma → istifadə — təhlükəsizlik, stabilitək və iqtisadiyyat üzrə təsir edir.

Əsas Təsir 1: Məhdudlaşdırılmış Faktiki THD-nin (Yüksək Armonik Məzmun) Dərəcəli Zədəsi

Şəbəkə THDv (gerilim cəmi armonik deformatiyası) milli standartlardan (ümumi şəbəkələr üçün ≤5%) yaxud THDi (akım cəmi armonik deformatiyası) ekipman toleransından (məsələn, transformatorlar ≤10%) çox olanda, bu, sistem hardvardına, fəaliyyət stabilitiesinə və son istifadəçi ekipmanına fiziki zədə verir.

• Transmisya Sistemləri: Ziyadə Olaraq Zararlar və Aşırı Isıxlanma

• Məhdudlaşdırılmış Misir Zararları: Armonik akımlar transmisya liniyalarında (məsələn, 110kV kablolar) "deri effekt" yaradır, bu da yüksək frekanslı akımları idarəçinin səthinə toplayır, direnç və misir zararlarını artıran armonik sıralayla. Misal: THDi 5%-dən 10%-ə yüksəldikdə, liniya misir zararları I²R vasitəsilə hesablanaraq 20%-30% artır. Uzun müddət işlədikdə idarəçinin temperaturu (məsələn, 70°C-dən 90°C-ə) yüksəlir, izolyasiya yaşlanmasını sürətləndirir və liniyanın ömrünü (30-dan 20 illərə) kısaltır.

• Pisləşmiş Gerilim Çöküşü: Armonik gerilimlər fundamental gerilimlərə üstünlük verir, yüklərdə dalğalı formaları bozar. Hassas istifadəçilər (məsələn, polisilicon zavodları) düzensiz gerilimlər səbəbindən ekipmanlarının dayandığına görə, hər bir hadisə yüz minlərlə manat maliyyə zararına səbəb olur.

• Paylama Ekipmanları: Aşırı Isıxlanma, Zədə və Qısa Ömür

• Transformatorun Riskləri:
  Armonik akımlar "əlavə demir zararlarını" artırır (eddy current zararları armonik frekansın kvadratı ilə artır). THDv=8% də, transformatorun demir zararları nominal şərtlərə nisbətən 15%-20% artır, demir temperaturunu (məsələn, 100°C-dən 120°C-ə) yüksəltir, izolyasiya yağının bozulmasına sürətləndirir, potensial olaraq partlayış və ya yanma (məsələn, bir dəmir yolu 10kV transformatorunu 5-ci harmonikdən çox olan armoniklər səbəbindən itirdi, doğrudan zararlar bir milyonu keçdi).
  Balanssız üç fazalı armoniklər neutral tel akımını (fazadan 1.5×) artırır, neutralin aşırı istixanaya və parçalanmasına səbəb olur, bu da üç fazalı gerilim dengesizliyinə gətirir.

• Kondensor Bank Rezonans Zədəsi:
  Kondensorlar armoniklərə nisbətən aşağı impedansa malikdir, kolayca şəbəkə endüktivliyi ilə "armonik rezonans" yaradır (məsələn, 5-ci harmonik rezonans kondensor akımını nominallıq dəyərindən 3–5×-ə qaldırır), bu da izolyasiya çöküşü və ya patlamalara səbəb olur. Bir endüstriy workshop 7-ci harmonik rezonans səbəbindən bir ayda üç 10kV kondensor bankını zədələyib, təmir maliyyəti 500,000-i keçdi.

• Nəqil Ekipmanları: Verilən İstihsal Dalgalanması və Verimlilik Azaldılması

• Sinxron Nəqil Verilən İstihsal Məhdudluğu:
  Şəbəkə armonikləri nəqil stator sarımlarına geri qayıdır, "armonik buraxılış momenti" yaradır, titrəməni artırır (sürət dalgalanması ±0.5%), verilən istihsalı azaldır (məsələn, 300MW ünit 6% THDv-də 280MW-a düşür) və stator temperaturunu yüksəltir, nəqil ömrünü təsirləyir.

• Yenidən İstifadə Inverter Şəbəkə Bağlantısının Xarablığı:
  PV/vətər inverterləri şəbəkə THD-yə hassasdır. Bağlantı nöqtəsinin THDv > 5% olduğu halda, inverterlər "armonik himayası" tətiklənir və bağlantıyı kəsir (GB/T 19964-2012 əsasında), bu da yenidən istifadənin azalmasına səbəb olur (məsələn, bir vətər ferması 3-cü harmonikdən çox olan zaman bir gün 100,000 kWh-it itirdi).

• İdarəetmə Sistemləri: Yanlış İşləmə Sistemi Xətalara Götürür

• Relé Himayası Yanlış İşləməsi:
  Armonik akımlar daimi akım transformatorlarında (CT-larda) geçici doyum yaradır, bu da çoxlu akım və diferensial himayada yanlış nümunələməyə səbəb olur. Məsələn, üstünlük verilmiş 5-ci harmonik akımı CT akımını bürüyür, çoxlu akım himayası "hat qısalığı" yanlış tespit edir və tripləyir, bu da geniş çaplı kəsintilərə səbəb olur (məsələn, bir dağıtım şəbəkəsi THDi=12%-də 10 hat triplənməsi yaşayıb, 20,000 ev etkiləndi).

• Avtomatlaşdırma Sistemi İletişim Araşdırılması:
  Armoniklər idarəetmə iletisim liniyalarına (məsələn, RS485, lif) elektromaqnitik olaraq bağlanır, məlumat xəta nisbətini artırır (10⁻⁶-dan 10⁻³-ə), emrələrin gecikməsini və ya bozulmasını təmin edir (məsələn, "hat xətası line" emri çatmazsa, xəta genişlənir).

• Son İstifadəçi Ekipmanları: İdarəetmənin Pisləşməsi və Sıxlıqda Xarablıqlar

• Endüstriy Motorların Aşırı Isıxlanması və Yandılması:
  Armonik gerilim altında olan asinxron motorlar "mənfi ardıcıllıq momenti" yaradır, sürət dalgalanmalarını, titrəməni və stator misir zararlarını artırır. THDv=7%-də, motor verimliliği 5%-8% azalır, temperatur 20–30°C-yə yüksəlir və ömrü yarıya düşür (məsələn, bir dəmir zavodu yeddiyincisi harmonikdən çox olan zaman altı ayda iki laminasiya motorunu yandırdı, təmir maliyyəti iki milyonu keçdi).

• Dəqiq Ekipmanların Dəqiqliyinin Azalması:
  Hassas ekipmanlar, məsələn, polisilicon litografi makinələri və tibbi MRI sistemləri, çox temiz gerilim (THDv≤2%) tələb edir. Məhdudlaşdırılmış THDv ölçmə xətalarını artırır — məsələn, bir litografi makinəsinin gravir dəqiqliyi voltaj armoniklərindən 0.1μm-dən 0.3μm-ə qaldır, məhsul verimliliyini 95%-dən 80%-ə endirir.

Əsas Təsir 2: THD Ölçmə Xətalarının (Düzgün Olmayan Monitorinq) Dolaylı Riskləri

THD ölçmə səhvləri (məsələn, faktiki THDv=6%, ölçülən kimi 4%, səhv = -2%) "yalancı uyğunluğa" və ya "aşırı müalicəyə" səbəb olur, riskləri təzyiq edir və ya iqtisadi xərclənməyə səbəb olur — esasında, "verilənlərin dəyişdirilməsi yola gəlmiş çoxpis qərarlar."

• Aşırığın Səslənməsinin Kəsilməsi: Gecikdirilmiş Müalicə, Artıq Zədə
  Əgər ölçülən THD faktikdən aşağıdirsə (məsələn, faktiki THDv=6%, ölçmə səhvi -1%, göstərilən kimi 5%), bu, "harmonik uyğunluğun" yalanlı göstərməsidir, filtrlərin (məsələn, APF) quraşdırılmasını gecikdirir. Bu, uzunmüddətli harmonik birikməsinə imkan verir:

• Qısa mərhələ: Tranzformatorların, kondensatorların və s. tez yaşlanmasına və yüksək arızalarına səbəb olur.

• Uzun mərhələ: Sistem rezonansı riski, potensial olaraq reyonal şəbəkənin çöküşünə səbəb ola bilər (məsələn, bir reyonal şəbəkə iki ildən sonra 3-cü harmonikin səslənməsinin kəsilməsi nəticəsində rezonansa gəldi, bu da 5 alt şəbəkənin işə çıxmasını səbəb oldu).

• Aşırığın Yalancı Səslənməsi: Aşırı İnvestisiya, Xəsr Olunan Məbləğlər
  Əgər ölçülən THD faktikdən yüksəkdirsə (məsələn, faktiki THDv=4%, ölçmə səhvi +1%, göstərilən kimi 5%), bu, "harmonik aşırılıq" yalanlı göstərir, lakin lazımsız filtrlərin quraşdırılmasına səbəb olur:

• İqtisadi xəsr: 10kV/100A APF ümumiyyətlə ~500,000 AZN maliyyətə malikdir; əgər müalicə lazımı deyilsə, ehtiyat cihaz durur (illik inkişaf 20,000 AZN).

• Sistem zədəsi: Aşırı filtrlər yeni rezonans nöqtələri yarada bilərlər (məsələn, 5-ci harmonik filtrin quraşdırılması 7-ci harmonik rezonansını aktivləşdirir), yeni risklər yaradır.

• Verilənlərin Dəyişdirilməsi: Şəbəkə Planlaşdırmasına və Dağıtımına Təsir Etmək
  THD ölçmə səhvləri harmonik paylanım verilənlərini dəyişdirir, uzunmüddətli planlamaya təsir edir:

• Məsələn: Bölgənin izlənilməsi orta THDi=8% (faktiki 6%) göstərir, bu, harmonik azaldıcı kapasitəsinin artıq təmin edilməsinə səbəb olur (2 əlavə filtre stansiyası qurulur, investisiya 10 milyondan çox).

• Dağıtımda, dəqiqliyi yox olan THD verilənləri, dəqiq harmonik mənbələrin tanınmasına mane olur (məsələn, PV istehsalçısını yanlış tapmaqla onun istehsalını məhdudlaşdırmak), bu, yenidən istifadə edilə bilən enerjinin inteqrasiyasına təsir edir.

Əsas Təsir 3: İqtisadi Xəsirlər — Doğrudan Məbləglərdən Qədər Dolaylı Xəsirlərə Kadar

Harmonik THD səhvləri (aşırı və ölçmə dəqiqliyinin yoxluğu daxil olmaqla) təchizat zədəsi, artıq enerji istifadəsi və istehsalın dayandırılması vasitəsilə ciddi iqtisadi xəsirlərə səbəb olur, üç məbləğ kateqoriasında ölçülməlidir:

Xülası: THD Xətalarının Enerji Sistemlərinə Təsiri Üzerindəki Əsas Təsir Zinciri

Harmonik THD xətalarının əsas təsiri bir zərif zincirdən ibarətdir: "dalğalı formun dəyişməsi → təchizatın pozulması → sistem instabilliyi → maliyyə ziyanı." Ölçmə xətaları bu zinciri artırır və ya səhv qiymətləndirir:

• Faktiki THD-nin çoxluğu "birinci dərəcəli təhlükə" olaraq enerji sistemi təchizatını doğrudan pozur və istikrarlılığı zədələyir;

• THD ölçmə xətası isə "qərar axmaqlığı" kimi işləyir, bu da yanlış məhdudlaşdırma etibarləri yaratır—ya riskləri artırır, ya da resursları itirməyə gətirir;

• Sonunda, hər ikisi də təhlükələrə (təchizatın yanması, sistem çöküşü) və maliyyə ziyanlarına (təmir xərcləri, enerji itiriləri, istehsal dayandırılması) gətirir.

Buna görə, enerji sistemləri "dəqiq izləmə (THD ölçmə xətasını ≤ ±0.5% qadağan edərək) + effektiv məhdudlaşdırma (faktiki THDv-ni 5%-dən aşağı saxlayaraq)" cəmiyyətini tətbiq etməlidirlər ki, bu risklərdən ümumi şəkildə imtina edilsin.