موضوع شيق للتوافقيات

منذ اختراع اول شبكة كهرباء فى مطلع سنة 1900 اصبحت مشاكل التوافقيات التى تنشا نتيجة تزايد الاحمال الغير خطيه فى الشبكه الكهربيه تحظى باهتمام كبير .
ومنذ عام 1970 ومع اكتشاف و التوسع فى استخدام الكترونيات القوى فى التحويل من التيار المتردد الى التيار المستمر لاستخدام موتورات التيار المستمر وكذلك تغيير سرعات موتورات التيار المتردد اصبح ارتفاع مستوى التوافقيات مقلق بالنسبه للمهندسين والفنيين العاملين فى مجال الكهرباء .
فى عام 1980 تزايد استخدام الاحمال الغير خطيه وكذلك تزايد استخدام الاجهزه الالكترونيه الحديثه
ذات الاحمال الغير خطيه وتزايد معها تاثير التوافقيات فى الشبكه الكهربيه .
كذلك ادى التوسع فى استخدام مغيرات السرعه الالكترونيه فى العمليات الصناعيه وكذلك استخدام الكمبيوتر فى الصناعة والتحكم واستخدام لمبات الفلوريسنت ذات البالست الالكترونى فى اضاءة المبانى التجارية كل هذا ادى الى زيادة مستوى التوافقيات فى الشبكة الكهربية مما ادى الى حدوث تشوهات فى موجات التيار والجهد .
ومع تزايد مصادر التوافقيات فى الشبكة الكهربية اصبحت موجات التيار والجهد اكثر تشوها وبالتالى حدوث حيود فى جودة القدرة الكهربية واصبحت من اكبر المشاكل الموجوده الان , ذلك فان الاحمال الغير خطيه تغير من خصائص الموجات الكهربيه وتجعلها غير نقيه .

ان كلمة توافقيات هى فى الاصل تخص علم الصوتيات والتى تصف الاهتزازات التى تحدث لكتلة الهواء محدثه
التردد الصوتى ولكن فى علم الكهرباء فان التوافقيات توصف بانها الموجه التى تحتوى اشارات متردده دائما تكون عباره عن مضروب عدد صحيح فى التردد الاساسى , الذى هو التردد الرئيسى للموجه المتولده .
اى داله مستمرة تتكرر فى فتره زمنيه T ممكن ان تمثل بمجموعه من المكونات الجيبيه الاساسيه لذلك اى داله موجيه زمنيه ممكن ان تمثل بمجموعه لانهائيه من تجميعات الموجات الجيبيه عند اى مضروب تكاملي من التردد الاساسى مثل :

Where
f(t) time domain function ;
n harmonic index ;
L Length of one cycle in seconds .

أولاً : طور جوزيف فورير فكرته لحل معادلات التوصيل الحرارى سنة 1807
وبعد ذلك قامت مجموعه من علماء الاكاديميه الفرنسية للعلوم من مراجعة أعمال فورير الذي تمكن بعد ذلك من إصدار نظريته المعروفه بمتسلسلة فورير وتحولات فورير سنة 1822 .
ومن ذلك اصبح تعريف التوافقيات الموجوده فى نظم القدره مبنيا على تطبيقات متحولات فورير (Fourier transform) فى موجات التيار والجهد فى وجود الأحمال الغير خطيه وبذلك أصبح من الممكن أن يتم شرح وتحليل موجات التيار والجهد المشوهة باستخدام متحولات فورير.

طالما ان تشوهات التوافقيات تحدث عند استعمال أحمال غير خطيه موصله بالشبكة الكهربية فان اى أحمال توصل بالشبكة تحمل خصائص غير خطيه سوف تسبب تشوهات بالتوافقيات .
يوجد كثير من أنواع الأحمال التى من الممكن ان تنتج التوافقيات على درجة الغير خطيه بها بعض الامثلة من الأحمال المركبه بالشبكه والتى تسبب التوافقيات :-
1- وصول المحولات الى حالة التشبع.
2- عدم توصيل أرضى المحولات .
3- أفران اللحام بالقوس الكهربي .
4- لمبات الفلوريسنت ذات البالست الالكتروني .
5- اللمبات الموفرة للطاقه .
6- شاحن البطاريات .
7- مفاتيح التوصيل الكهربى التى تعتمد على الكمبيوتر.
8- محركات التيار المستمر.
9- الموتورات ذات مغيرات السرعه الالكترونية
10 - أجهزة التليفزيون المنزليه وأجهزة الكمبيوتر.

هذه بعض المعلومات المهمة التى تصف أهم خصائص معظم الأحمال التى تستخدم فى الصناعة وتعتبر
من اهم مصادر التوافقيات بالشبكة الكهربية :
1- محركات التيار المتردد التى تعمل بمغيرات السرعة الالكترونية. (ASD)
ان خصائص التيار المسحوب فى حالة استخدام هذا النوع من المحركات تعتمد على نوعية المحرك وحمله وكذلك خصائص الدوائر الالكترونيه المستخدمه فى امداد المحرك بالتيار الكهربى وعلى ذلك يمكن تصنيف موجة التيار المسحوب الى نوعين :
النوع الاول : موجات التيار عالية التشوه .
معظم المحركات التى تستخدم ASD من نوعية Voltage source Inverter المصممه باستخدام الموجات المتقطعه او نوعية PWM ولا تستخدم ملفات ترشيح التوافقيات على التوالى فى دائرة الدخول يكون لها معامل تشوه للتوافقيات لموجة التيار يصل الى 80% (THD I =( 80 % .
النوع الثانى : موجات التيار ذات معامل تشوه معتدل .
وهذه الموجات تنتج من استخدام محركات التيار المستمر ومحركات التيار المتردد الكبيره جدا والتى تستخدم مغيرات السرعه ولكنها تستخدم ملف خانق فى دائرة الدخول على التوالى بنسبة 3% وهذا يخفض معامل التشوه للتيار THD I الى حوالى 38 % .
والشكل التالى يوضح موجة تيار تصل نسبة التشوه فيها الى 80 % وهى لمحرك قدرته 100 حصان يستخدم مغيرات سرعه من نوع PWM - ASD

والشكل التالى عباره عن تحليل طيفى لموجة التيار السابقه وهو يوضح نوعية التوافقيات الموجوده
بهذه الموجه .

ولكن بعد اضافة ملف خانق فى بداية الدخول لتخفيض تيار التوافقيات للمحرك السابق ذكره والشكل التالى يوضح شكل الموجه .

وكذلك التحليل الطيفى لوجة التيار يوضحها الشكل التالى :

2- محركات التيار المستمر D.C Drives
محركات التيار المستمر تشكل نسبه معقوله من احمال الشبكه الكهربيه فى المناطق الصناعية وهى عادة تستخدم بصوره طبيعيه فى صناعة البلاستيك والمطاط والورق والنسيج واعمال الطباعه والصناعات الكيميائيه والتعدين وهذه التطبيقات تحتاج الى تحكم دقيق فى عملية التشغيل وتغير السرعه والفصل والتشغيل مع معدل عزم عالى فى التشغيل.
ومع استخدام الموحدات السليكونيه SCR لتشغيل هذه المحركات تنتج معامل قدره ضعيف وكذلك تولد توافقيات تيار بصوره شديده وهذه التوافقيات تشكل خطر فى حالة استخدام المكثفات فى تحسين معامل القدره لان هذه المكثفات ممكن ان تشكل حالة رنين مع معاوقة الشبكه الكهربيه وفى هذه الحاله يحدث تكبير لتيارات التوافقيات والتى تزيد من مستوى التشوه بالتوافقيات فى موجة الجهد مما يؤثر على باقى المشتركين على نفس نقطة التغذية .
والشكل التالى يوضح موجة تيار وجهد لمحرك تيار مستمر :-

والجدول التالى يوضح تحليل فورير لموجة التيار المسحوبه بمحرك تيار مستمر D.C

المقالة I. Phase A Current Spectrum
Fundamental Amper 346 A
Fundamental Frequency 50 Hz
HARM PCT Phase angle
FUND 100% -43
3rd 0.40% -126
5th 25.30% 30
7th 5.50% -122
11th 8.20% -102
13th 3.90% 170
15th 0.30% -40
17th 5.00% -179
19th 2.90% 93
21th 0.30% -44
23th 3.40% 109
25th 2.10% 14
THD = 28.90%
3- التسخين باستخدام التيار الكهربى (التسخين الحثى) Induction Heating
عمليات التسخين الحثى باستخدام التيار الكهربى تتميز بالنظافه والسرعه والدقه وهى تعتبر من اهم مصادر التوافقيات فى الشبكه الكهربيه فى المناطق الصناعيه وهى تستخدم فى اعمال زيادة الصلابه واعادة تشكيل وتلين المعادن وكذلك اعمال اللحام فى الورش .

والسخانات الحثيه عادة تستخدم الموحدات السليكونيه من النوع SCR فى التوحيد وهذا يولد تيارات توافقيات بدرجة معقولة فى الشبكة الكهربية .
والشكل التالى شكل موجة تيار وجهد لمعده تستخدم التسخين الحثى .

كذلك يوجد انواع اخرى من التسخين ممكن ان تسبب توافقيات مثل التسخين بالمقاومات او افران الميكرويف والسخانات العاديه وكذلك افران القوس الكهربى .
4- الاحمال المهمه التى تستخدم فى الاغراض التجاريه والمنزليه
ا- دوائر امداد التيار الكهربى الالكترونيه Electronic Power Supply
معظم الاحمال المكونه من اجهزه الكترونيه والتى تستخدم فى المكاتب الحديثه مثل اجهزة الكمبيوتر الشخصى وكذلك الطابعات وماكينات التصوير وكذلك اجهزة الشاشات واجهزة التليفزيون وهذه الاجهزه تستخدم دوائر الكترونيه لتحويل التيار المتردد الى تيار مستمر وهذه الاحمال معظمها احادية الوجه جهد 220 فولت وكذلك تستخدم اجهزة ال UPS والتى تبنى نظرية عملها على استخدام دوائر ال Inverters وهى تستخدم لتوفير تيار دائم للاجهزه حتى فى حالات انقطاع التيار اللحظى .
ب- الاضاءه بالفلوريسنت
العلاقه بين التيار والجهد فى اللمبه الفلوريسنت هى علاقه غير خطيه بناءا على خصائص القوس الكهربى الذى يحدث لاتمام عملية الاضاءه وكذلك نوعية البالست المستخدم والتى تتحكم فى مقدار التشوه بالتوافقيات فى موجة التيار المسحوب فاللمبات التى تستخدم البالست المغناطيسى (الملف) لها معدل تشوه اقل

من اللمبات التى تستخدم البالست الالكترونى فالبالست الالكترونى يزيد من معدل التوافقيات فى التيار بالرغم من انه اكثر توفيرا فى الطاقه .
معدل التشوه فى التيار فى اللمبات الفلوريسنت التى تستخدم البالست الالكترونى فى نسبه من 8 : 35 % وهذا يرجع الى ان البالست الالكترونى يستخدم دوائرتوحيد الكترونيه فى الدخول.
والشكل التالى يوضح موجة التيار فى حالة كلا النوعين من البالست .
a) magnetic ballast b)electronic ballast

الغرض الاساسى من تشغيل الشبكة الكهربية هى امداد المشتركين بموجة جهد كهربى نقيه جيبيه ومثاليه مثل الموجوده بالشكل التالى :

وعلى ذلك فان موجة الجهد عند اى نقطه من نقاط التغذيه على الشبكه الكهربيه يجب ان تكون موجه جيبيه نقيه تتكرر بنسبه 50 مره فى الثانيه وهو ما يعرف بالتردد وعلى ذلك فان مولدات الطاقه الكهربيه مضبوطه على توليد موجه كهربيه جيبيه سليمه
كل الاجهزه التى توصل بالنظام الكهربى مصممه للعمل على موجه جيبيه نقيه وعندما تتولد تيارات التوافقيات فى الشبكه الكهربيه تصبح موجة الجهد مشوهه بالتوافقيات .
وتعتبر التوافقيات مضره جدا وعلى سبيل المثال يمكن لهذه التوافقيات ان تعجل فى اعمار العزل
وتعجل من انهياره.
1- تاثير التوافقيات على الماكينات الدواره ( المحركات والمولدات )
التاثير الشديد للتوافقيات فى موجة التيار والجهد فى الماكينات الدواره يمكن اختصار فى الاتى :
• زيادة الحراره نتيجة الفقد فى الحديد والنحاس عند الترددات المختلفه للتوافقيات .
• مركبات التوافقيات تؤثر فى كفاءة الآلات وكذلك فى العزم .
• تيارات التوافقيات ترفع من اصوات التشغيل وتزيد فى مستوى الضوضاء .
• التوافقيات تعيد توزيع الفيض المغناطيس فى الثغرات الهوائيه والتى تسبب مشاكل فى
بداية التشغيل .
• مرور تيارات التوافقيات فى الالات تسبب حراره ومعاوقه للدوران وهذه الحراره اضافيه على حرارة التشغيل والتى تؤثر فى دوران الاله وكذلك مستوى العزل وهذا يؤثر فى عمر الالات ويخفض من الكفاءه الى 90 – 95 % .
2- تاثير التوافقيات على المحولات وزيادة الفقد به
علاوه على زيادة الضوضاء والحراره العاليه فان تاثير التوافقيات فى المحولات تؤثر فى الاتى :
• تيارات التوافقيات تزيد من المفاقيد النحاسيه وتسبب تشوه موجة الجهد وتزيد من المفاقيد الحديديه.
• توافقيات التيار تزيد من مفاقيد I2R نتيجة زيادة التيار المار فى الملفات .
• تزيد التوافقيات من فقد التيارات الدواميه والمغناطيسيه الشارده. Increased hysteresis losses $ eddy current losses
• تؤثر تيارات التوافقيات ايضا فى المفاقيد الشارده وهذه التيارات الشارده تؤثر فى رقائق القلب الحديدى وكذلك مكونات المحول منتجه موجة جهد غير جيبيه .

• تيار الحمل المشوه بالتوافقيات مصحوب دائما بمركبة تيار مستمر والتى تزيد من مفاقيد القلب الحديدى .
ومن خلال ذلك وجد العلماء انه يجب ان يكون المحول المغذى لأحمال تنتج التوافقيات يجب ان يعاد تصميمه على اسس جديدة واشتقوا لذلك معامل جديد يسمى ال K- factor وهذا المعامل هو الذى يحدد قدرة المحول على تحمل تيارات التوافقيات فاصبح عاملا مهما فى توصيف المحولات فعلاوه على ذكر القدره والجهد الابتدائى والثانوى وكذلك باقى متغيرات المحولات اصبح ايضا يذكر ان هذا المحول من درجة ال K- factor المناسبه واوصى العلماء انه فى حالة استخدام المحولات التقليديه مع احمال منتجه للتوافقيات مثل ASD فانه يجب ان تتناسب درجة تحميل المحول مع نسبة هذه الاحمال من النسبه الكليه للاحمال والشكل التالى يوضح ذلك .

3- تاثير التوافقيات فى موصل الارضى
عندما يتم تغذية الاحمال الالكترونيه احادة الوجه من مصدر تغذيه ثلاثية الاوجه 3-phase 4-wire يجب ان نهتم بقيمة التيار فى موصل الارضى (طرف التعادل) .
من المعروف ان هناك علاقه بين تيار الارضى فى النظم ثلاثية الاوجه واتزان الاحمال على الثلاثة اوجه فعند اتزان الاحمال على الثلاثة اوجه نجد ان تيار الارضى يعتبر صغير جدا ولذلك دائما يتم تصميم موصل الارضى اقل فى مساحة المقطع من مساحة مقطع موصل الوجه ومع الاحمال الالكترونيه التى تستخدم دوائر التوحيد الالكترونيه , مركبات التوافقيات فى تيار الحمل ممكن ان تجعل تيار الارضى ذو قيمه عاليه .

وذلك لان مركبات التوافقيات الاحاديه من مضروب الثلاثه مثل (3,9,15 الخ) والتى تنتج من الاحمال الالكترونيه ترى كانها مركبات لها تتابع صفرى وبدلا من تلاشيها فى الارضى مركبات التتابعيه الصفريه تتجمع فى الارضى بل وتجمع جبريا .
لذلك نلاحظ زيادة التيار فى موصل الارضى Overload فى دوائر تغذية المبانى التجاريه.
وعلى ذلك فمهندسى الكهرباء فى شركات التوزيع تعودوا بطريقه تقليديه ان تيار الارضى عند اتزان الاحمال يساوى صفر ولكن هذه القاعده غير صحيحه فى حالة تواجد احمال الكترونيه وهو ما يحدث الان فى المدن والقرى نتيجة زيادة الاجهزه الالكترونيه المنزليه واستخدام اللمبات الموفره للطاقه وهذا يتطلب اعادة النظر فى حجم موصل الارضى .
والشكل التالى يوضح كيفية تجميع تيار التوافقية الثالثة فى الارضى :

4- تاثير التوافقيات فى الكابلات الكهربية
الكابلات المستخدمه فى النظم التى يرتفع فيها مستوى التوافقيات فى الجهد عند حدوث حالة الرنين ممكن ان تتعرض الى اجهاد عالى من الجهد وكذلك ظاهرة الكرونا والتى ممكن ان تؤدى الى انهيار عازل الكابلات بالاضافه الى ذلك الكابلات التى تتعرض لمستوى عالى من تيارات التوافقيات ممكن ان تزداد درجات حرارتها .
ايضا مرور تيار غير جيبى نتيجة وجود التوافقيات به يسبب زيادة حرارتها مقارنتا بحالة ما اذا حملت بتيار
ذو موجه جيبيه نقيه , ايضا نتيجة مرور تيارات بترددات مختلفه ترتفع معاوقة الكابلات لمرور التيار وهذ يؤدى الى ارتفاع الفقد طبقا للمعادله I2R .
5- تاثير التوافقيات فى المكثفات
ان استخدام المكثفات فى تحسين معامل القدره يؤثر فى مستوى التوافقيات بالشبكه الكهربيه .
ان معاوقة المكثف (مجموعة المكثفات ) تقل مع التردد وعلى ذلك يعتبر المكثف نفسه كبلاعه لتوافقيات التيار ذات الترددات العاليه وهذا التاثير يزيد من الحراره للمكثفات و يشكل ضغط على العزل.
الترددات الناتجه من عملية الفصل والتوصيل للمكونات المغناطيسيه الغير خطيه مثل المحولات والملفات ممكن ان تنتج تيارات توافقيات والتى تجمع على تيار الحمل للمكثف .
المكثفات المستخدمه مع المحركات الاحاديه فى دوائر التقويم وكذلك المستخدمه فى دوائر التوحيد تتعرض ايضا لنفس المؤثرات الحراريه وارتفاعات الجهد.
6- تاثير التوافقيات على العدادات
الاجهزه ذات القرص الدوار مثل العدادات الكهروميكانيكيه دائما تتاثر بالموجه الاساسيه فقط وعلى ذلك فان عدم اتزان الاحمال الذى يحدث نتيجة التشوه بالتوافقيات فى التيار ممكن ان يسبب مشاكل عديده فى تشغيل هذه الاجهزه .
العدادات الكهروميكانيكيه ممكن ان تسجل الطاقه المستهلكه بنسبة خطأ عاليه بالزياده او بالنقصان اى نسبة خطأ بالموجب او بالسالب وذلك اعتمادا على نوعية التوافقيات الموجوده.
نسبة الخطأ تنتج من تاثير العزم الناتج من التوافقيات على القرص بالعمل مع الموجه الاساسيه او ضدها وهذا يعتمد على اى التوافقيات موجوده بالموجه الاساسيه للتيار فمثلا التوافقيه الخامسه تؤثر فى القرص بالعكس بينما التوافقية السابعة تزيد من سرعة القرص .

العدادات الالكترونية المكونة من دوائر إلكترونية وكذلك التى تستخدم الكمبيوتر فى نظرية عملها لها القدره على قياس الطاقه بصوره صحيحه حتى فى حالة وجود التوافقيات ولكن احيانا تتاثر بعض انواع العدادات بالتوافقيات .
7- تأثير التوافقيات على الاجهزة الالكترونية
الاجهزه الالكترونيه غالبا تعتمد على دقة تحديد العبور الصفرى لموجة الجهد Voltage zero crossing (وهذه النقطه تحتاج الى توضيح وشرح فى نظرية عمل اجهزة القياس الالكترونيه مثل العدادات الالكترونيه) او بعض نظريات القياس التى تعتمد على شكل موجة الجهد .
تشوه الموجه بالتوافقيات ممكن ان يحدث ازاحه فى عملية العبور الصفرى لموجة الجهد او اى نقطة قياس اخرى وعلى ذلك نجد ان قياس الجهد وجه- وجه من الممكن ان يزيد عن الوجه الاخر وهذه النقطه حرجه جدا وخاصة فى الاجهزه الالكترونيه التى تستخدم فى التحكم الالكترونى ويوجد اجهزه الكترونيه اخرى تتاثر ايضا بالتوافقيات الموجوده بموجة الجهد وخاصة دوائر التزامن التى تعتمد على التردد فى توليد موجة التزامن.
اجهزة الكومبيوتر والاجهزه الالكترونية عامة تحتاج الى تيار مصدر لا تزيد فيه نسبة التشوه فى الجهد عن 5 % وفى بعض الاجهزه الحساسه مثل الاجهزه الطبيه تحتاج الى نسبه اقل من ذلك وهذا ينقلنا الى مشاكل الجوده ( Power Quality ) كذلك ايضا من الممكن ان تؤثر التوافقيات فى تداخل الترددات وهذا يؤثر فى اجهزة الاتصالات .
8- تاثير التوافقيات فى مفاتيح الجهد المتوسط والريلاى
توافقيات التيار تزيد من الحرارة والفقد فى مفاتيح الجهد المتوسط نتيجة زيادة التيار وهذا يؤثر فى عمر المفتاح ويعجل بانهيار عزله ونقاط التوصيل كذلك يحدث انهيار فى الفيوزات نتيجة زيادة تيار التوافقيات أثناء التشغيل العادى .
استجابة الريلاى تحت ظروف تشوه الموجه ممكن ان تتغير من ريلاى الى اخر عند نفس خصائص التردد الاساسى ليس فقط مع اختلاف المصنع ولكن ايضا بين المصنعه بنفس المصنع
يمكن تلخيص تاثير التوافقيات على عمل الريلاى كالاتى :-
1- الريلاى الذى تعتمد نظرية تشغيله على زيادة الجهد وزيادة التيار تختلف خصائص تشغيله حتى
اذا كان المصنع مختلف .

2- اعتمادا على انواع التوافقيات الموجوده فان عزم تشغيل الريلاى ممكن ان يعكس
3- من الممكن تختلف سرعة استجابة الريلاى وكذلك حدوث فصل مفاجئ بدون سبب نتيجة وجود تيار التوافقيات .
القيم القياسية العالمية لمستويات التشوه في التيار والجهد
IEEE 519-1992 guidelines
IEEE 519-1981,”Ieee guide for harmonic Control and reactive compensation of static power converters “
هذه المرجعية القياسية وضعت الأسس لمستويات التشوه في موجة الجهد المقبولة في نظم توزيع الطاقة للأحمال الغير خطيه المنفصلة .
ومع تزايد استخدام الأحمال الغير خطيه في الصناعة مثل مغيرات السرعه الالكترونيه اصبح من الضرورى مراجعة هذه القيم وبناءا على ذلك قامت مجموعة العمل المختصه باستخدام كهرباء القوى فى الاغراض الصناعية التابعة لـ IEEE باعداد توصيات للعمل بها فى نطاق جودة القدره التى تحدد العلاقه بين شركات الكهرباء والمستهلكين الصناعيين وقيم التوافقيات المسموح بتواجدها فى شبكات توزيع الكهرباء وبخاصة فى الاماكن الصناعية .
وقد تمت المراجعة الاولية فى ابريل 12 -1992 وكان عنوانها
“IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power System”.
وقد وضعت المراجعه النهائيه IEEE 519-1992 القيم القياسيه لتوافقيات الجهد فى شبكات التوزيع كما وضعت القيم القياسيه لتوافقيات التيار فى شبكات التوزيع الصناعيه .
والجدول التالى يوضح القيم القصوى لتشوه التيار المسموح بتواجدها فى الشبكة الكهربية
MAXMIMUM HARMONIC CURRENT DISTORTION IN PERCENT OF IL

Individual Harmonic Order (Odd Harmonics)
%TDD 35≤h 23≤h<35 17≤h<23 11≤h<17 <11 Isc/IL
5.0 0.3 0.6 1.5 2.0 4.0 <20*
8.0 0.5 1.0 2.5 3.5 7.0 20-50
12.0 0.7 1.5 4.0 4.5 10.0 50-100
15.0 1.0 2.0 5.0 5.5 12.0 100-1000
20.0 1.4 2.5 6.0 7.0 15.0 >1000
(a) Even harmonics are limited to 25%of the odd harmonic limits above.
Current distortions that result in a dc offset, e.g, half-wave converters, are not allowed.
*All power generation equipment is limited to these values of current distortion, regardless of actual Isc/IL.
Where,
Isc=Maximum Short Circuit at PCC.
IL=Maximum Load Current (Fundamental Frequency) at PCC.
طبقا لهذه القيم القياسية فان النظم الصناعية مسئوله عن السيطرة على مستويات توافقيات التيار التى تنتج فى الاماكن الصناعية لان توافقيات التيار ترتد الى شبكات التوزيع وبالتالى تواجه بمقاومة الشبكة فينتج توافقيات الجهد فى شبكات التوزيع ايضا وهذا يؤثر على باقى المشتركين على نفس نقاط التوصيل لذا يجب اخذ هذه القيم القياسية فى الاعتبار عند تصميم شبكات التوزيع الصناعيه .

والجدول التالى من الـ IEEE 519-1992 يحدد مستويات توافقيات الجهد المسموح بها فى الشبكة الكهربية
Low-voltage System Classification and distortion Limits
Dedicated
System General
System Special Applications
50%
10%
36500
20%
5%
22800
10%
3%
16400
Notch Depth
THD (Voltage)
Notch Area(AN)t
NOTE: The value AN for other than 480v systems should be multiplied by v/480
*Special application includes hospitals and airports.
*A dedicated system is exclusively dedicated to the converter load.
*In volt-microseconds at rated voltage and current.

PCC : The Point of Common Coupling
هى النقطه التى يتم عندها التغذيه للمشترك وللمشتركين الاخرين وهى النقطه التى يحسب عندها
او يقاس نسبة توافقيات الجهد والتيار وهى ممكن ان تكون على الابتدائى او الثانوى لمحولات التوزيع
او نقطة بداية التغذيه لاى مشترك .
IL : is the maximum demand load current
اقصى تيار حمل مطلوب عند مركبة التردد الاساسيه عند الـ PCC
TDD : Total Demand Distortion (TDD)
النسبه المئويه لتشوه توافقيات التيار التى قيست او حسبت عند الـ PCC ويعبر عنها رياضياً كالاتى : -

Where:
Ih = magnitude of individual harmonic components (rms amps)
h = harmonic order
IL = maximum demand load current (rms amps) defined above
THD: Total Harmonic Distortion (THD)
النسبه المئويه لتشوه موجة الجهد بالتوافقيات التى حسبت او قيست عند الـ PCC ويعبر عنها
رياضيا كالاتى :
Where:
Vh = magnitude of individual harmonic components (rms volts)
h : harmonic order
Vh: nominal system rms voltage (rms volts)
Isc: maximum short circuit current at point of common coupling.
International Standard IEC 61642 (Industrial AC Networks Affected by Harmonics- Application of Filters and Shunt Capacitors)
ملحوظه
يوجد نسخه من هذه المنظومة القياسية كما يوجد ايضا نسخه
من الـ IEEE 519 – 1992 لدى الباحث كاتب هذه السطور وهى ترجمة لاحدى فصول رسالة الماجستير المعنونه بجودة القدرة فى شبكات التيار المتردد المغذية للصناعة .