Garmonik THD Tasi: Tarmoqdan Jismlarigacha

Garmonik THD xatoliklari kuchli tarmog'ga ta'sirini ikki aspektidan tahlil qilish kerak: "haqiqiy tarmoqda THD chegaradan oshib ketishi (ko'p garmonik element)" va "THD o'lchov xatoliklari (noto'g'ri monitoring)" — birinchi sohasi to'g'ridan-to'g'ri tizim jihozlarini va barqarorlikka zarar yetkazadi, ikkinchi sohasi esa "noto'g'ri yoki o'tkazilgan xavf-hodisalar" sababli noto'g'ri barqarorlashishga olib keladi. Bu ikki omillar bir-biriga qo'shilganda tizim risklarini orttiradi. Ta'sirlar barcha elektr energiyasi zanjirini — ishlab chiqarish → uzatish → taqsimlash → ishlatish — himoya, barqarorlik va iqtisodiyotga ta'sir etadi.

Asosiy ta'sir 1: Ko'p haqiqiy THD (ko'p garmonik element) to'g'ridan-to'g'ri zarari

Agar tarmoq THDv (boshqich jami garmonik inshooti) milliy standartlardan (umumiy tarmoqlar uchun ≤5%) yoki THDi (jarayon jami garmonik inshooti) jihozlar qobiliyatidan (masalan, transformatorlar ≤10%) oshib ketadigan bo'lsa, bu tizim jihozlariga, ishlash barqarorligiga va akhirgi foydalanuvchi jihozlariga fizikaviy zarar yetkazadi.

• Uzatish tizimlari: Yopish va issiqroq bo'lish

• Mingtemir yopishlar oshadi: Garmonik jarayonlar uzatish liniyalarda (masalan, 110kV kabellari) "ko'zh effekti" yaratadi, bu esa yuqori chastota jarayonlarini konduktor sirtida to'plash, muqobilni va mingtemir yo'qotmalarini oshiradi. Misol: Agar THDi 5% dan 10% ga oshsa, liniya mingtemir yo'qotmalar 20%-30% (I²R orqali hisoblanadi) oshadi. Uzoq muddat ishlov berish konduktor haroratini (masalan, 70°C dan 90°C gacha) oshiradi, izolyatsiya eshitishini tezlaydi va liniya omilini (30 yildan 20 yilga) qisqartiradi.

• Yengilroq voltaj pasayishi: Garmonik voltajlar asosiy voltajga solishtiriladi, bu esa yuk uchlari da voltaga o'zgarishlar keltiradi. Aniq foydalanuvchilar (masalan, poluprovodnik zavodlari) aniq emas voltaj sababli jihozlarini to'xtatishga olib kela oladi, har bir voqeada yuz minglab pul zarar yetkazadi.

• Taqsimlash jihozlari: Issiqroq bo'lish, zarar va omil muddatinig kamayishi

• Transformatorlar talaffuz risklari:
  Garmonik jarayonlar "qo'shimcha demir yo'qotmalarini" (vorxal jarayon yo'qotmalar kvadrat bilan oshadi) oshiradi. THDv=8% holatida, transformator demir yo'qotmalar shartnomadagi holatga nisbatan 15%-20% oshadi, demirning harorati (masalan, 100°C dan 120°C gacha) oshadi, izolyatsiya yog'ining yomonlashishini tezlaydi, bu esa qismi vorxal yoki yanib yuborishga olib kela oladi (masalan, pastki tarmoq 10kV transformatorini 5-inchi garmonikdan oshib ketish sababli yo'qotadi, to'g'ridan-to'g'ri zararlari bir milliondan oshadi).
  To'g'risiz uch fazali garmoniklar ham neytral tomondagi jarayonni (faza jarayonining 1.5× gacha) oshiradi, bu esa neytralning issiqroq bo'lishi va yarilmashi, uch fazali voltaj taraf-tarafligini olib kela oladi.

• Kondensator banklari rezonans zarari:
  Kondensatorlar garmoniklarga nisbatan past impedansga ega, bu esa "garmonik rezonans" tarmoq induktivligi (masalan, 5-inchi garmonik rezonansi kondensator jarayonini 3–5× shartnomadagi qiymatga oshirishi mumkin) bilan oson shakllanadi, bu esa izolyatsiya vorxalishini yoki patlanganishini olib kela oladi. Bir sanoat workshopi 7-inchi garmonik rezonansi sababli oy ichida 10kV uchta kondensator bankini vorxal qilib, ta'mirlash narxi 500,000 dan oshadi.

• Ishlab chiqarish jihozlari: Chiqish fluktuatsiyasi va samaradorlik pasayishi

• Sinxron generatordagi chiqish cheklanishi:
  Tarmoq garmoniklari generator stator navlari orqali orqaga kiradi, "garmonik torqueni" yaratadi, tremlashni (tezlik fluktuatsiyasi ±0.5%) oshiradi, chiqishni (masalan, 300MW blok THDv=6% holatida 280MW ga pasayadi) kamaytiradi va statorning haroratini oshiradi, generator omiliga ta'sir etadi.

• Yangi inverterlar tarmoq ulanishida vorxalish:
  FV/ shamol inverterlari tarmoq THDga aniq bo'lgan. Agar ulanish nuqtasidagi THDv > 5% bo'lsa, inverterlar "garmonik himoyasi"ni yoqadi va ulanishni to'xtatadi (GB/T 19964-2012), yangi manbalarni cheklashga olib keladi (masalan, shamol fermasi bir kun ichida 3-inchi garmonikdan oshib ketish sababli 100,000 kWh ni yo'qotadi).

• Boshqaruv tizimlari: Noto'g'ri ishlov berish tizimda arizalarga olib keladi

• Relë himoya noto'g'ri ishlov berishi:
  Garmonik jarayonlar jarayon transformatorlarini (CT) doimiy satishga olib kela oladi, bu esa juda katta jarayon yoki farq himoyasida to'g'ri namuna olishga olib keladi. Misol uchun, 5-inchi garmonik jarayon CT jarayonini vorxal qiladi, bu esa juda katta jarayon himoyasini noto'g'ri "liniya qisqartma" topishini va to'xtatishini olib keladi, bu esa keng maydonli energiya yo'qotishiga olib keladi (masalan, taqsimlash tarmogi THDi=12% holatida 10 ta liniya to'xtatishini o'z ichiga oladi, 20,000 uy haydashini ta'sir etadi).

• Avtomatlashtirish tizimida aloqa interferentsiyasi:
  Garmoniklar elektromagnit usulda boshqaruv aloqa liniyalarga (masalan, RS485, fiber) ta'sir qiladi, bu esa ma'lumot xatosi darajasini (10⁻⁶ dan 10⁻³ gacha) oshiradi, jo'nating buyruqlarini (misal uchun, "aroq sharti liniyasini to'xtatish" buyrug'i yetkazilmaydi, bu esa ariza kengayishiga olib keladi).

• Akhirgi foydalanuvchi jihozlari: Samaradorlik pasayishi va tez-tez vorxalish

• Sanoat motorlari issiqroq bo'lishi va yanib yuborilishi:
  Asinkron motorlar garmonik voltajda "salbiy tartibli torqueni" yaratadi, bu esa tezlik fluktuatsiyalarini, tremlashni va stator mingtemir yo'qotmalarini oshiradi. THDv=7% holatida, motor samaradorligi 5%-8% pasayadi, harorat 20–30°C oshadi va omil muddati yarmiga kamayadi (masalan, temir metallurgiya zavodi 7-inchi garmonikdan oshib ketish sababli olti oy ichida ikki katl motorini vorxal qilib, ta'mirlash narxi 2 milliondan oshadi).

• Aniq jihozlar aniqlik pasayishi:
  Aniq jihozlar, masalan, poluprovodnik litografiya mashinalari va tibbi MRI tizimlari, juda saf voltaj (THDv≤2%) talab qiladi. Ko'p THDv o'lchov xatoliklarini oshiradi — misol uchun, litografiya mashinasi voltaj garmoniklari sababli etching aniqlik 0.1μm dan 0.3μm ga pasayadi, mahsulot foizi 95% dan 80% ga pasayadi.

Asosiy ta'sir 2: THD o'lchov xatoliklari (noto'g'ri monitoring) to'g'risidagi dolzarb xavflar

THD o'lchov xatoliklari (masalan, haqiqiy THDv=6%, o'lchangan 4%, xato = -2%) "noto'g'ri moslash" yoki "yuqoriga barqarorlashishga" olib keladi, bu esa xavflarni oshiradi yoki iqtisodiy israfga olib keladi — ya'ni, "ma'lumot vorxalishi yomon qarorlar olib keladi."

• Oshib ketishni o'chirish: Barqarorlashishni o'zgartirish, zarar oshirish
  Agar o'lchangan THD haqiqiydan (masalan, haqiqiy THDv=6%, xato -1%, ko'rsatilgan 5%) kam bo'lsa, bu "garmonik moslash" deb noto'g'ri ko'rsatadi, filtrni (masalan, APF) o'rnatishni o'zgartiradi. Bu garmoniklar uzoq muddat joylashishiga ruxsat beradi:

• Qisqa muddat: Transformatorlar, kondensatorlar va hokazo jihozlar eshitishini tezlaydi va kamayadi.

• Uzoq muddat: Tizim rezonansiga olib kelish, bu esa regional tarmoq vorxalishiga olib keladi (masalan, regional tarmoq ikki yilda 3-inchi garmonikni o'chirishni o'zgartirish sababli rezonansga olib keladi, 5 ta pastki tarmoq offline bo'lib qoldi).

• Noto'g'ri ovoz berish: Yuqoriga investitsiya, sarflangan summa
  Agar o'lchangan THD haqiqiydan (masalan, haqiqiy THDv=4%, xato +1%, ko'rsatilgan 5%) ko'p bo'lsa, bu "garmonik oshib ketish" deb noto'g'ri ko'rsatadi, bu esa noma'lum filtrlarni o'rnatishga olib keladi:

• Iqtisodiy israf: 10kV/100A APF ~500,000 narxlilikka teng; agar barqarorlashish talab qilinmasa, jihoz faol emas (yillik ta'mir 20,000).

• Tizimda vorxalish: Yuqoriga filtrlar yangi rezonans nuqtalarini (masalan, 5-inchi garmonik filtri 7-inchi garmonik rezonansini) yaratishga olib keladi, bu esa yangi xavflarni olib keladi.

• Ma'lumot vorxalishi: Tarmoq rejasini va jo'natingni ta'sir etadi
  THD o'lchov xatoliklari garmonik tarqalish ma'lumotlarini vorxalaydi, bu esa uzoq muddatli rejani ta'sir etadi:

• Misol: Bitta hududni monitoring qilish o'rtacha THDi=8% (haqiqiy 6%) ko'rsatadi, bu esa garmonik barqarorlashish quvvatini yuqoriga (2 ta qo'shimcha filtrlar o'rnatish, investitsiya 10 milliondan oshadi) olib keladi.

• Jo'natingda, noto'g'ri THD ma'lumotlari aniq garmonik manbalarni aniqlashga (masalan, noto'g'ri FV fermasini tortib qo'yish, uning chiqishini cheklash) imkoniyat beradi, bu esa yangi energiya integratsiyasini ta'sir etadi.

Asosiy ta'sir 3: Iqtisodiy zarar — to'g'ridan-to'g'ri xarajatlardan dolzarb zararlarga

Garmonik THD xatoliklari (ko'p va o'lchov xatoliklari hamda) jihoz vorxalishidan, energiya sarfigi oshishidan va ishlab chiqarishni to'xtatishdan katta iqtisodiy zararlar olib keladi, uchta xarajat turida hisoblanadi:

Xulosa: THD xatoliklari kuchi tizimiga ta'sir qiladigan asosiy ta'sir zanjiri

Garmonik THD xatoliklari asosiy ta'siri zanjir ta'sirini keltiradi: "to'g'rilashish vorxalishi → jihoz vorxalishi → tizim barqarorligi → iqtisodiy zarar." O'lchov xatoliklari bu zanjirni oshirishga yoki noto'g'ri baholashga olib keladi:

• Ko'p haqiqiy THD bu "asosiy xavfdir", to'g'ridan-to'g'ri kuchi tizim jihozlarini vorxalaydi va barqarorlikni buzadi;

• THD o'lchov xatoligi bu "qaror vorxalishi", bu esa noto'g'ri barqarorlashishga olib keladi — ya'ni, xavflarni oshirish yoki resurslarni israf qilish;

• Nihoyat, ikkalasi ham xavfsizlik zararlari (jihoz vorxalishi, tizim vorxalishi) va iqtisodiy zararlari (ta'mir xarajatlari, energiya israf, ishlab chiqarishni to'xtatish) olib keladi.

Shuning uchun, kuchi tizimlari ikki yo'nalishda ishlash kerak: "aniq monitoring (THD o'lchov xatoligini ≤ ±0.5% qilib barqarorlash) + samarali barqarorlash (haqiqiy THDv 5% dan past qilib saqlash)" bu zararlarni butunlay oldini olish uchun.