Harmonik THD Eragin: Sareetik Gailuerain artean

Harmoniko THD erroreen eragina sisteman elektrikoan bi aspektutan aztertu behar da: "errealen sareko THD muga gainditzea (harmoniko gehiegi)" eta "THD neurrizko erroreak (monitorizazio okerra)" — lehena sistema gailuak eta estabilitasuna zuzenean jotzen ditu, bigarrena berriz, "alarma faltsu edo falta" hondarrekin baliabideen ezegoki aplikazioa eragiten du. Bi faktore hauek bat eginda, sistema arriskuak handitzen dira. Eragina osatzen du energia kate osoa — generazioa → transmitizioa → banaketa → erabilera — segurtasunari, estabilitateari eta ekonomiari eraginak ematen ditu.

Erpin-eragina 1: Harmoniko Gehiegiaren (Errealen THD Handia) Zuzeneko Jota

Sareko THDv (tensionaren harmoniko distorsio totala) herrialdeko estandarrak gainditzen badu (≤5% publiko saretarako) edo THDi (intentsioko harmoniko distorsio totala) gailuen tolerantzia gainditzen badu (adibidez, transformatorrek ≤10%), sistema gailu fisikoei, lanbide estabilitateari eta erabiltzaile bukaerako gailuei jota egiten zaie.

• Transmitizio Sistemat: Galderak eta Soberekalteak

• Kobreko Galderak Handiagoak: Harmoniko intentsiok transmitizio lerroetan (adibidez, 110kV kableak) "gaineko efektua" sortzen dute, intentsio altuak kondutorearen gainean konzentratzen dituzte, gorabehera eta kobreko galderak harmoniko ordenarekin handitzen dituzte.
  Adibidea: THDi 5%tik 10%ra igaro ostean, lerro kobreko galderak 20%-30% (I²R bidez kalkulatuta) handitu egin ditu. Lanaldi luzea kondutorearen tenperatura (adibidez, 70°Ctik 90°Cra) handitzen du, isolamenduaren zaharketa azaldu eta lerroaren bizitza motzetzen du (30 urtetik 20 urtera).

• Tension Arazoen Agertzea Gorrotasunez: Harmoniko tensionak oinarriko tensionaren gainean kokatzen dira, karga amaieran forma aldaketak sortuz. Sensible erabiltzaileek (adibidez, semikonduktore fabrikak) tension irregularrengatik gailuak itzaltzen dituzte, gertaera bakarreko kostuak ehundu milaka euro izan daitezke.

• Banaketa Gailuak: Soberekalteak, Jota eta Bizitza Motza

• Transformatoriak Hortzeko Arriskuak:
  Harmoniko intentsiok "gehiagoko hierroko galderak" (eddy current galderak harmoniko mailetan laukizko berrekin handitzen dira). THDv=8% denean, transformatori hierroko galderak 15%-20% handitzen dira, nuklearren tenperatura (adibidez, 100°Ctik 120°Cra) handitzen du, isolamendu oliaren zaharketa azaldu, partzialki botika edo suntsitu egin dezake (adibidez, subestazio batek 10kV transformatorioa galdu zuen 5. harmoniko handiagatik, ziurten galderak milaka euro baino gehiago izan ziren).
  Hiru fase desorekatuak neutralen lerroko intentsioa (fase intentsioaren 1.5×ra arte) handitzen dute, neutralen soberekaltea eta trinkadura arriskuan jartzen duten, hiru faseko tension desorekatzea eragiten du.

• Konpaindo Bateriak Resonantziak Hortzeko:
  Konpaindoak harmonikoentzako impedimentu txikiak dituzte, sareko indukzioarekin "harmoniko resonantziak" erraz sortzen dituzte (adibidez, 5. harmoniko resonantziak konpaindor intentsioa 3–5× balio normalera eraman dezake), insulamenduaren suntsitu edo explotazioa eragin dezake. Industria taller batek 7. harmoniko resonantziagatik 10kV konpaindo hiru bateriak hortzeko iritsi zituen, konponketa kostuak 500.000 euro baino gehiago izan ziren.

• Generazio Gailuak: Irteera Aldaketak eta Efizientzia Jaitsia

• Sinkrono Generatzaile Irteera Mugatua:
  Sareko harmonikoak generatzaile stator kontsulteetara itzultzeko, "harmoniko momentua" sortzen dute, birrapideko aldetasuna (birrapide ±0.5%) handitzen dute, irteera (adibidez, 300MW unitatea 280MWra jaisten da THDv=6% denean) jaisten da, eta stator tenperatura handitzen da, generatzailearen bizitza eragin dezake.

• Energi Berriaren Inbertsoreak Konexio Sarean Hutsa:
  PV/haize inbertsoreak sareko THDei hasiak dira. Puntu nagusiko THDv > 5% bada, inbertsoreak "harmoniko babesa" aktibatzen dute eta deskonektatzen dira (GB/T 19964-2012 arabera), energi berri mugatzen da (adibidez, haize parkea 3. harmoniko handiagatik egun batean 100.000 kWh baino gehiago galdu zuen).

• Kontrol Sistemat: Maloperazioak Sistema Arriskuak Sortzen Dituen

• Relai Babesak Maloperatzen:
  Harmoniko intentsiok intentsio transformatoreetan (CTs) transiente saturazioa sortzen dute, intentsio handiagoaren edo diferentzialaren babesak samplatu orokorrean. Adibidez, 5. harmoniko intentsio superposatua CT intentsio sekundarioa deformatzen du, intentsio handiagoa "lerro motxka" detektatzen du eta tripatzen du, hondar asko eragiten du (adibidez, banaketa sare bat 10 feeder trip bat izan zuen THDi=12%, 20.000 etxe eragin zituen).

• Automatizazio Sistemaren Komunikazio Interferentziak:
  Harmonikoak kontrol komunikazio lerroetan (adibidez, RS485, fiber) electromagnetikoki koplatzen dira, datu errore-tasa (10⁻⁶tik 10⁻³ra) handitzen du, komandoak (adibidez, "trip fault line" komandoa) eragin dezake, hondar asko eragiten du.

• Erabiltzaile Bukaerako Gailuak: Prestazio Hobetzeko eta Akats Askotan

• Industria Motorren Soberekaltea eta Hortzea:
  Asinkrono motorretan harmoniko tensionak "negatibo sekuentzia momentoa" sortzen dute, birrapideko aldetasuna, birrapide handia eta stator kobreko galdera handia. THDv=7% denean, motorren efizientzia 5%-8% jaitsi egiten da, tenperatura 20–30°C handitzen da, bizitza erdiak hartzen du (adibidez, siderurgia batek 7. harmoniko handiagatik 6 hilabeteetan bi laminaketa motor hortzeko iritsi zituen, konponketa kostuak bi milioi euro baino gehiago izan ziren).

• Zehaztasun Gailuak Neurketuak Gaixotasunak:
  Sensibilo gailuak, semikonduktore lithography machines eta mediku MRI sistemak, oso garbiak diren tensiona (THDv≤2%) behar dituzte. Exzessiboa THDv neurketu akatsak handitzen ditu — adibidez, lithography machine-ren etching precision 0.1μmtik 0.3μmra jaitsi egiten da voltage harmonikoak, produktuaren yield 95%tik 80%ra jaitsi egiten da.

Erpin-eragina 2: THD Neurrizko Errauen (Monitorizazio Okerra) Ezaugarri Indirektuak

THD neurrizko erroreak (adibidez, errealen THDv=6%, neurtuta 4%, errorea = -2%) "falso konformitatea" edo "trinka baliabideak" eragiten ditu, arriskuak handitzen ditu edo kostu ekonomikoak sortzen ditu — esan bezala, "datu deformazioa erabaki okerrekin."

• Exzessiboa Detektatzeko Falta: Trinkapena Atzeratzen, Hondar Handia
  Neurtutako THD errealen (adibidez, errealen THDv=6%, neurtuta -1%, bistaratuta 5%) baino txikiagoa bada, "harmoniko konforme" erakusten du, filtro instalatzea (adibidez, APF) atzeratzen du. Hau harmoniko luzeen ondoren:

• Laburra: Transformatori, konpaindo, etab. enpresen zaharketa azaldu eta akats-rata handia.

• Luzea: Sistema resonantziaren arriskua, posibleki eskualdeko sare kolapsatzeko (adibidez, eskualdeko sare batek 3. harmoniko detektatu gabeko bi urte barruan resonantzi bat izan zuen, 5 subestazio offline eragin zituen).

• Exzessiboa Alarm Bat Falso: Baliabide Ondoren, Kostu Desperditzatua
  Neurtutako THD errealen (adibidez, errealen THDv=4%, neurtuta +1%, bistaratuta 5%) baino handiagoa bada, "harmoniko exzessiboa" erakusten du, filtro instalatzea ez da beharrezkoa:

• Kostu ekonomikoak: 10kV/100A APF ~500.000 euro kostatzen du; ez bada beharrezkoa, gailua geldi egongo da (mantentzaile urteko 20.000 euro).

• Sistema interferentziak: Filtro exzessiboei harmoniko puntu berriak sortzen dituzte (adibidez, 5. harmoniko filtroa instalatuta 7. harmoniko resonantziak sortzen ditu), arrisku berriak sortzen dituzte.

• Datuen Deformazioa: Sarearen Planifikazioa eta Dispatcha Eragina Duten
  THD neurrizko erroreak harmoniko distribuzio datuak deformatzen dituzte, planifikazio luzea eragin dezake:

• Adibidea: Eskualde baten monitorizazioak batezbesteko THDi=8% (erreal 6%) erakusten du, harmoniko mitigazio kapasitatea handitzen du (2 filtro estazio gehiago eraikita, investimentua 10 milioi euro baino gehiago).

• Dispatchan, THD datu ez zuzenak harmoniko iturri identifikazio zehatzak (adibidez, PV planta batean, output-a murriztu) eragin dezake, enerxia berri integrazioa.

Erpin-eragina 3: Kostu Ekonomikoak — Zuzeneko Kostuetatik Deribatu Gertatzen Direnei

Harmoniko THD erroreak (harmoniko exzessiboa eta neurrizko erroreak barne) gailuak jotzen ditu, energia erabilera handiagoa eta produzio amaitzea, hiru kostu kategoriak:

Bilbao: THD Erroreak Energia Sisteman Duen Erpin-eragina

Harmoniko THD erroreak fundamentaleko eragina da: "forma aldatuak → gailu jotak → sistema instabilitatea → kostu ekonomikoak." Neurrizko erroreak kate hau amplifikatu edo misjudetzeko erabili ohi dira:

• Errealen THD exzessiboa da "arrisku nagusia", sistema elektriko gailuak jotzen ditu eta estabilitatea kompromisuatzen du;

• THD neurrizko erroak da "erabaki interferentzia", mitigazio okerra eragiten du—arriskuak handitzen ditu edo baliabideak desperditzen ditu;

• Azkenik, biak segurtasun arriskuak (gailu jotak, sistema kolapsatzen) eta kostu ekonomikoak (konponketa kostuak, energia desperdizioa, produzio amaitzea) eragin dituzte.

Beraz, sistema elektrikoak bi estrategia duten dual approacha hartu behar du: "neurrizko zehaztasuna (THD neurrizko errorea ≤ ±0.5%) + mitigazio efektiboa (errealen THDv 5% baino txikiago mantentzea)" arrisku guztiak saihesteko.