Armonia THD Efecto: De la Rejo al Equiparo

La influo de harmoniaj THD-eraroj sur elektrajn sistemojn devas esti analizita el du aspektoj: "efektiva reteja THD superas limojn (tro alta harmonia enhavo)" kaj "THD-mezuraj eraroj (nedekvarka monitorado)" — la unua direktan danĝeron reprezentas al sistemequipaĵo kaj stabileco, dum la lasta kondukas al malĝusta atenuo pro "falsaj aŭ mankantaj alarmoj". Kombinita, ĉi tiuj du faktoroj plifortigas sistembriskojn. La efikoj etendiĝas tra la tuta energokadro — generado → transsendo → distribuo → konsumado — afektante sekurecon, stabilecon, kaj ekonomion.

Ĉefa Efiko 1: Direkta Danĝero de Tro Alta Efektiva THD (Alta Harmonia Enhavo)

Kiam reteja THDv (tuta harmonia distorsio de tensio) superas naciajn normojn (≤5% por publikaj retoj) aŭ THDi (tuta harmonia distorsio de kuranta) supras toleron de equipaĵo (ekz., transformiloj ≤10%), ĝi kaŭzas fizikan damaĝon al sistemequipaĵo, operacian stabilecon, kaj finusera equipaĵo.

• Transsendaj Sistemoj: Pligrandigo de Perdoj kaj Supera Varmedo

• Pligrandigo de Kupra Perdo: Harmoniaj kurantoj kaŭzas "skinefekton" en transsendlinioj (ekz., 110kV kabloj), koncentriĝante altfrekvencajn kurantojn sur la surfaco de la konduktoro, pligrandigante rezistancon kaj kupran perdon kun harmonia ordo.
  Eksemplo: Kiam THDi pligrandigas de 5% al 10%, linia kupra perdo pligrandigas je 20%-30% (kalkulata per I²R). Prolonga operacio pligrandigas la temperaturon de la konduktoro (ekz., de 70°C al 90°C), akceligante izoladfluaĝon kaj mallongigante la vivperiodon de la linio (de 30 al 20 jaroj).

• Malpliiĝo de Tensio: Harmoniaj tensoj supermetas fundamentan tension, distordante ondformojn ĉe ŝarĝfinaj lokoj. Sensiblaj uzantoj (ekz., semikonduktorfabrikoj) povus sperti fermigon de equipaĵo pro neordinara tensio, kun sola incidento kostante centojn da miloj.

• Distribuaj Equipaĵoj: Supera Varmedo, Damaĝo, kaj Malpliiĝo de Vivperiodo

• Riskoj de Transformila Fiasko:
  Harmoniaj kurantoj pligrandigas "aldonajn ferperdojn" (virluoperoj pligrandigas kun kvadrato de harmonia frekvenco). Je THDv=8%, transformilaj ferperdoj pligrandigas je 15%-20% komparite al indikitaj kondiĉoj, pligrandigante kernatemperaturon (ekz., de 100°C al 120°C), akceligante degradon de izolada oleo, potencialigante partan disŝargon aŭ brulas (ekz., substaĉjo perdis 10kV transformilon pro troa 5-a harmonio, kun rekta perdo super unu miliono).
  Nebalancitaj tri-fazaj harmonioj ankaŭ pligrandigas neutralan konduktoran kuranton (ĝis 1.5× fazkuranto), riskigante superan varmedon kaj rompon de la neutrale, kondukante al tri-faza tensiobalanca malfunkcio.

• Damaĝo de Kapacitorbanka Resono:
  Kapacitoroj havas malaltan impedon al harmonioj, facile formante "harmonian resonon" kun reteja indukto (ekz., 5-a harmonia resono povas igi kapacitan kuranton atingi 3–5× nombran valoron), rezultigante izoladan disrompon aŭ eksplodon. Unu industriaj laboratorio damaĝis tri 10kV kapacitorbankojn en unu monato pro 7-a harmonia resono, kun riparokostoj super 500,000.

• Generadaj Equipaĵoj: Fluktuoj de Elpuŝo kaj Efiĉeco Malpliiĝas

• Limo de Sinkrona Generiloelpuŝo:
  Retejaj harmonioj retrofluas en statoraj vendoj de generilo, kreante "harmonian torkeon", pligrandigante vibradon (rapidecflekso ±0.5%), malpligrandigante elpuŝon (ekz., 300MW unuo malpligrandigas al 280MW je THDv=6%), kaj pligrandigante statoran temperaturon, afektante vivperiodon de generilo.

• Renova Inversora Rektekonebla Fiasko:
  FV/ventaj inversoroj estas sensiblaj al reteja THD. Se konekpunkta THDv > 5%, inversoroj aktivigas "harmonian protekton" kaj diskonigas (laŭ GB/T 19964-2012), kaŭzante renovan limiton (ekz., ventparko perdis pli ol 100,000 kWh en unu tago pro troa 3-a harmonio).

• Registarsistemoj: Malĝusta Funkciado Kondukas al Sistemo-Falproblemoj

• Malĝusta Funkciado de Rela Protekto:
  Harmoniaj kurantoj kaŭzas transekan saturon en kuranttransformiloj (CTs), kondukante al nedekvarka specimenejo en superkuranta aŭ diferenciala protekto. Ekzemple, supermetita 5-a harmonia kuranto distordas sekundaran CT-kuranton, kaŭzante superkurantan protekton fale detektadi "linia mallonga cirkvo" kaj trakti, rezultigante vastan forĉelon (ekz., distribuan reton okazis 10 konduktfalproblemoj pro THDi=12%, afektante 20,000 hejmoj).

• Komunikinterferenco de Aŭtomatsistemo:
  Harmonioj elektromagneze interligas kontrolkomuniklinioj (ekz., RS485, fibro), pligrandigante dataperdaĵraton (de 10⁻⁶ al 10⁻³), malfruigante aŭ koruptigante dispacokomandojn (ekz., "forĉelo falproblema linio" komando malsukcesas atingi, vastigante la falproblemon).

• Finusequipaĵo: Degradado de Presto kaj Frekventaj Falproblemoj

• Industria Motorvarmedo kaj Brulo:
  Asinkronaj motoroj sub harmonia tensio generas "negativsekvenca torkeon," kaŭzante rapidecfleksojn, pligrandigante vibradon, kaj pligrandigante statoran kupran perdon. Je THDv=7%, motora efiĉeco malpliiĝas je 5%-8%, temperaturo pligrandigas je 20–30°C, kaj vivperiodo duoniĝas (ekz., akcierfabriko brulis du rolstalmotorojn en ses monatoj pro 7-a harmonio, kun riparokostoj super 2 milionoj).

• Perdo de Precizeco de Preciza Equipaĵo:
  Sensiblaj equipaĵoj kiel semikonduktora fotogravuriloj kaj medicina MRI-sistemoj bezonas tre puran tension (THDv≤2%). Troa THDv pligrandigas mezurajn erarojn — ekz., fotogravurilo de semikonduktoro precizeco de gravuro malpliiĝas de 0.1μm al 0.3μm pro tensia harmonio, malpliiĝante produktan rendementon de 95% al 80%.

Ĉefa Efiko 2: Nedirektaj Riskoj de THD-Mezuraj Eraroj (Nedekvarka Monitorado)

THD-mezuraj eraroj (ekz., efektiva THDv=6%, mezurita kiel 4%, eraro = -2%) kondukas al "falsa konformeco" aŭ "superatenuo," plifortigante riskojn aŭ kaŭzante ekonomian malbonuzon — esence, "datodeformiigo kondukas al malbonaj decidoj."

• Ne-Detektado de Superado: Malpliiĝo de Atenuo, Pligrandigo de Danĝero
  Se mezurita THD estas pli malalta ol efektiva (ekz., efektiva THDv=6%, mezura eraro -1%, montrita kiel 5%), ĝi falsa indikas "harmonian konformon," malpliiĝante filtronstalon (ekz., APF). Ĉi tio permesas longtempan harmonian akumulon:

• Kurterme: Akceligita vetusteco kaj pli alta fiaskorapido de transformiloj, kapacitoroj, etc.

• Longterme: Risko de sistemo-resono, potencialigante regionan reton kolapsi (ekz., regiona reto spertis resonon post du jaroj pro mankanta 3-a harmonia detektado, rezultigante 5 substaĉoj offline).

• Falsa Alarmo de Superado: Superinvesto, Malbonuzita Kosto
  Se mezurita THD estas pli alta ol efektiva (ekz., efektiva THDv=4%, mezura eraro +1%, montrita kiel 5%), ĝi falsa indikas "harmonian superadon," kondukante al necesa filtronstalo:

• Ekonomia malbonuzo: 10kV/100A APF kostas ~500,000; se neniu atenuo necesas, la equipaĵo restas senutila (kun jara manteno de 20,000).

• Sistemo-interferenco: Superaj filtroj povas krei novajn resonpunktojn (ekz., instali 5-an harmonian filtron startas 7-an harmonian resono), enkondukante novajn riskojn.

• Datodeformiigo: Afektas Retejan Planadon kaj Dispacon
  THD-mezuraj eraroj deformas harmonian distribuodatumon, afektante longtempan planadon:

• Eksemplo: Regiona monitorado montras mezan THDi=8% (efektiva 6%), kondukante al superprovizado de harmonia atenukapablo (konstruado de 2 ekstra filtrastacioj, investo super 10 milionoj).

• En dispaĉo, nedekvarka THD-datumo malhelpas precizan identifikon de harmonia fonto (ekz., malĝuste blami FV-parkon, limigante ĝian elpuŝon), afektante integriton de regenera energio.

Ĉefa Efiko 3: Ekonomia Perdo — De Direktaj Kostoj al Nedirektaj Perdoj

Harmoniaj THD-eraroj (inkluzive superado kaj nedekvarka monitorado) kaŭzas signifajn ekonomiajn perdojn tra equipaĵdamaĝo, pligrandigita energiekzepo, kaj produktostaĉo, kvantigeblaj en tri kostokategorioj:

Resumo: La Fundamenta Efiko-Kadena de THD-Eraroj sur Elektrajn Sistemojn

La fundamenta efiko de harmoniaj THD-eraroj sekvas kadenan lanĉon: "ondformdistordo → equipaĵdamaĝo → sistemanstabilecmalpliiĝo → ekonomia perdo." Mezuraj eraroj agas por plifortigi aŭ misjudici ĉi tiun kadennon:

• Tro alta efektiva THD estas la "primara hazardo", direktan danĝeron reprezentas al elektra sistemequipaĵo kaj stabileco;

• THD-mezura eraro estas la "decida interferenco", kondukante al malĝusta atenuo — aŭ plifortigante riskojn aŭ malbonuzante resursojn;

• Fine, ambaŭ kondukas al sekurecariskoj (equipaĵbrulo, sistemo-kolapsi) kaj ekonomiaj perdoj (riparkostoj, energiimalbonuzo, produktostaĉo).

Do, elektraj sistemoj devas adopti duan proksimigon: "preciza monitorado (kontrolado de THD-mezura eraro ≤ ±0.5%) + efika atenuo (tenado de efektiva THDv sub 5%)" por kompleksa evito de ĉi tiuj riskoj.