حاسبة THD
مع التحقق من حدود IEEE 519 وEN 50160.

كيف تعمل حاسبة THD

التشوّه التوافقي الكلي (THD) هو المجموع الفعال لكل المركّبات التوافقية مقسومًا على المركّبة الأساسية. أدخل كل توافقية كنسبة مئوية من المركّبة الأساسية، أو كقيمة فعالة بالفولت أو الأمبير مع قيمة المركّبة الأساسية، وستعطيك الحاسبة:

• THD نسبةً إلى المركّبة الأساسية، وهو التعريف المعتمد في IEEE 519 وEN 50160؛
• THD-R نسبةً إلى القيمة الفعالة الكلية، وتعرضه بعض الأجهزة بدلًا منه، ويكون دائمًا أقل؛
• وللتيار، TDD (تشوّه الطلب الكلي)، وهو التيار التوافقي مقسومًا على أقصى تيار طلب I_L بدلًا من حمل اليوم.

المعادلة، حيث V_h القيمة الفعالة للتوافقية ذات الرتبة h، وV₁ المركّبة الأساسية:

THD = √(V₂² + V₃² + … + V₅₀²) / V₁ × 100 %

تجمع معظم المعايير التوافقيات حتى الرتبة 50 (وEN 50160 حتى الرتبة 40). وإهمال القيم الصغيرة في الرتب العالية لا يغيّر النتيجة إلا قليلًا، لأن كل قيمة تُربَّع.

THD أم TDD: لماذا يبدو تشوّه التيار مقلقًا عند الحمل الخفيف

يُقاس THD للتيار نسبةً إلى التيار الأساسي المار الآن. فعند الحمل الخفيف قد يُظهر الإنفرتر THD تيار يبلغ 80% أو أكثر، بينما الأمبيرات التوافقية الفعلية صغيرة. ولهذا يحدّ IEEE 519 التيار باستخدام TDD، الذي يقسم على أقصى تيار طلب I_L (وهو عادة متوسط أقصى طلب شهري على مدى 12 شهرًا). وإذا لم يكن لديك إلا قراءة واحدة، فأدخل I_L كنسبة مئوية من المركّبة الأساسية الحالية: فإذا كانت ذروة الطلب المعتادة في المنشأة ضعف حمل اليوم، فأدخل 200.

حدود IEEE 519 التي تستخدمها الحاسبة

يضع IEEE 519 حدوده عند نقطة الربط المشتركة مع شركة الكهرباء، لا عند كل ماكينة. وتعتمد حدود الجهد على جهد القضبان:

وتعتمد حدود التيار على نسبة القصر I_SC/I_L: فالشبكة القوية (ذات النسبة العالية) تمتص تيارًا توافقيًا أكبر قبل أن يتشوه الجهد. وللأنظمة من 120 فولت إلى 69 كيلوفولت، كنسبة مئوية من I_L:

أبقت إصدارة 2022 هذه القيم، لكنها خففت القاعدة الخاصة بـ التوافقيات الزوجية: فالرتب 2 و4 و6 محدودة بـ50% من قيمة الجدول، والرتب الزوجية فوق 6 بـ100% (وكانت إصدارة 2014 تستخدم 25% لكل الرتب الزوجية). وتطبّق الحاسبة قاعدة 2022. ملخص التغيير: IEEE 519-2022 update, powerquality.blog و المذكرة التطبيقية MIRUS AN003.

هذه القيم معروضة للفحص المبدئي. أما للعقود، أو للنقاش مع شركة الكهرباء، أو لتقارير المطابقة، فاستخدم المعيار نفسه.

EN 50160 وTHD الجهد

في التغذية العامة على الجهدين المنخفض والمتوسط، يتوقع EN 50160 أن يبقى THD الجهد عند 8 % أو أقل (للتوافقيات حتى الرتبة 40) خلال 95% من قيم الـ10 دقائق على مدى أسبوع. لذلك فقراءة واحدة فوق 8% ليست مخالفة في حد ذاتها، وقراءة واحدة تحتها لا تثبت المطابقة.

ماذا تفعل إذا كانت النتيجة مرتفعة

1. اعرف من أين تأتي التوافقيات. قِس عند المغذّي الرئيسي وعند أكبر الأحمال غير الخطية (الإنفرترات والمقوّمات وأجهزة UPS وإنارة LED وشواحن السيارات الكهربائية) في الوقت نفسه.
2. افحص الرنين قبل إضافة المكثفات. مكثفات تحسين معامل القدرة قد تضخّم توافقية بدل أن تقللها. ويشرح دليل التوافقيات ومعامل القدرة هذا الخطر.
3. قِس على مدى زمني. تتغير مستويات التوافقيات مع الإنتاج ونظام الورديات والشبكة من حولك، ويُقيَّم IEEE 519 نفسه بقيم النسبتين المئويتين 95 و99 على مدى أيام وأسابيع.
4. اختر العلاج بناءً على البيانات. الملفات الخانقة على الخط، والفلاتر السلبية أو الفعالة، والإنفرترات متعددة النبضات — لكل منها طيف يناسبه.

أسئلة شائعة

ما قيمة THD الجيدة؟
لجهد الشبكات المنخفضة، أقل من 5% مريح، و8% هو الحد الشائع في IEEE 519 وEN 50160. أما التيار، فاحكم على TDD حسب نسبة القصر لديك، لا على THD مقابل رقم ثابت.

لماذا THD التيار لديّ أعلى بكثير من THD الجهد؟
الأحمال غير الخطية تسحب تيارًا مشوّهًا، والجهد لا يتشوه إلا بقدر حاصل ضرب هذا التيار في معاوقة المصدر. فالشبكة القوية تُبقي THD الجهد منخفضًا حتى لو كان THD التيار مرتفعًا.

هل THD هو نفسه THD-F وTHD-R؟
THD-F (أو THD ببساطة) يستخدم المركّبة الأساسية مرجعًا، وTHD-R يستخدم القيمة الفعالة الكلية ويكون دائمًا أقل. ويعتمد IEEE 519 وEN 50160 على المركّبة الأساسية.

هل يمكنني استخدام هذه الحاسبة لإثبات المطابقة؟
لا. هي أداة فحص مبدئي لمجموعة قيم واحدة. أما المطابقة فتحتاج إلى حملة قياس بجهاز مناسب عند نقطة الربط المشتركة. تحدّث مع مهندس من Inspector حول القياس الصحيح.