Sóng hài là gì? Phương pháp lọc sóng hài cho tụ bù

Sóng hài thường gây nổ tụ bù, quá nhiệt nổ biến áp gây thiệt hại lớn về kinh tế. Vậy sóng hài là gì? tại sao lại có ảnh hưởng lớn tới các thiết bị điện đến như vậy và phương pháp lọc sóng hài cho tụ bù ra sao? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

Sóng hài là gì?

Sóng hài là gì

Sóng hài là một dạng nhiễu không mong muốn, ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng lưới điện và cần được chú ý tới khi tổng các dòng điện hài cao hơn mức độ giới hạn cho phép.

Đặc biểm của sóng hài là bội của tần số cơ bản 50Hz, tuần hoàn liên tục và khi hòa vào lưới điện làm biến dạng sóng sin đơn thuần mà chúng ta thường thấy.

Vậy dạng năng lượng hài bậc cao này không được các thiết bị điện sử dụng, nó biến đổi sang nhiệt năng và phát sóng trên đường dây gây hao mòn các thiết bị.

Nguyên nhân gây ra sóng hài là gì?

Do các phụ tải dạng phi tuyến trong hệ thống điện. Điện áp đầu vào của tải phi tuyến là dạng hình sin nhưng dòng qua nó có dạng không sin.

Một dạng sóng bất kỳ là tổng của các dạng sóng hình sin. Khi đồng nhất từ chu kỳ này sang chu kỳ khác nó có thể được miêu tả như những sóng sin cơ bản và bội số của tần số cơ bản, có nghĩa là bao gồm sóng sin cơ bản và chuỗi của các dạng sóng sin hài bậc cao, gọi là chuỗi Fourier.

Quá trình tính toán có thể độc lập với mỗi hài riêng. Kết quả tính toán của mỗi tần số sẽ được kết hợp vào một dạng của chuỗi Fourier để có dạng sóng ra tổng quát nếu cần. Thông thường chỉ cần quan tâm đến biên độ của sóng hài.

Khi cả nửa chu kỳ âm, dương của một dạng sóng có dạng đồng nhất, chuỗi Fourier chỉ chứa hài bậc lẻ. Vì hầu hết các thiết bị sinh ra sóng hài thông thường có dạng sóng đồng nhất nên trong thực tế ta chỉ cần quan tâm đến sóng hài bậc lẻ 3,5,7,…

Các nguồn sinh ra sóng hài là gì?

Các tải công nghiệp: Các thiết bị điện tử công suất, biến tần, lò hồ quang, máy hàn, bộ khởi động điện tử, đóng mạch máy biến áp công suất lớn…

Các tải dân dụng: Đèn phóng điện chất khí, tivi, máy photocopy, máy tính, lò vi sóng…

Với nhiều biện pháp khác nhau, người ta có thể giảm một số sóng hài đến một giá trị nhỏ không đáng kể. Việc khử bỏ hoàn toàn chúng tất nhiên không thể hoàn toàn thực hiện được.

Tác hại của sóng hài lên lưới điện

Sóng hài bậc cao gây ra thiệt hại to lớn về mặt kinh tế nếu như chúng ta không có hướng giải quyết, cụ thể:

  • Đối với động cơ, sóng hài gây tổn hao trên cuộn dây và lõi thép động cơ gây méo dạng momen, làm rung lắc động cơ, giảm hiệu suất, phát nóng, gây tiếng ồn. Trường hợp nguy hại hơn, sóng hài còn sinh ra momen xoắn động cơ, gây dao động cộng hưởng cơ khí làm hỏng hộp số.
  • Đối với máy biến áp, sóng hài sẽ gây tổn hao công suất dưới dạng nhiệt năng, nặng hơn sẽ gây cháy nổ biến áp
  • Làm sai lệch kết quả đo đạc trong thiết bị đo
  • Các thiết bị sử dụng điện như đèn chiếu sáng bị chập chờn
  • Gây sóng điện từ lan truyền trong không gian ảnh hưởng đến các thiết bị thu phát sóng khác
  • Với dây trung tính hệ thống ba pha bốn dây, sóng hài làm cho hệ thống mất cân bằng, xuất hiện dòng điện lớn chạy qua dây trung tính, ảnh hưởng đến sự an toàn con người và hệ thống điện.
  • Đối với hệ thống tụ bù phản kháng, dung kháng của các tụ giảm dần khi tần số tăng lên. Trong thực tế các sóng hài bậc cao tạo dòng điện lớn đi qua tụ, gây nóng, nguy hiểm hơn có thể phát nổi tụ bù mà chúng ta thường thấy.

>> Xem thêm các bài viết liên quan:

Tiêu chuẩn quy định ngưỡng sóng hài

Để giảm ảnh hưởng của sóng hài trong hệ thống điện, Thông tư 39/2015/TT-BCT ngày 18/11/2015 của Bộ Công Thương quy định:

Yêu cầu về sóng hài điện áp (trích Điều 7):

1. Tổng độ biến dạng sóng hài điện áp tại mọi điểm đấu nối trung và hạ áp không được vượt quá giới hạn như sau:

– Tổng biến dạng sóng hài: ≤ 6,5%

– Biến dạng riêng lẻ: ≤ 3,0%

2. Cho phép đỉnh nhọn điện áp bất thường trên lưới điện phân phối trong thời gian ngắn vượt quá tổng mức biến dạng sóng hài quy định như trên nhưng không được gây hư hỏng thiết bị của lưới điện phân phối.

Yêu cầu về sóng hài dòng điện (Điều 32):

1. Giá trị cực đại cho phép của tổng độ biến dạng sóng hài dòng điện phụ tải gây ra được quy định như sau:

a) Đối với đấu nối vào cấp điện áp trung áp và hạ áp có công suất nhỏ hơn 50 kW: Giá trị dòng điện của sóng hài bậc cao không vượt quá 20% dòng điện phụ tải;

b) Đối với đấu nối vào cấp điện áp cao áp hoặc các đấu nối có công suất từ 50 kW trở lên: Giá trị dòng điện của sóng hài bậc cao không vượt quá 12% dòng điện phụ tải.

2. Tổng độ biến dạng sóng hài dòng điện do Đơn vị phân phối điện đo tại điểm đấu nối của Khách hàng sử dụng lưới điện phân phối được đo đếm theo tiêu chuẩn IEC1000-4-7, kéo dài ít nhất 24 giờ với chu kỳ 10 phút 01 lần. Chậm nhất 06 tháng kể từ thời điểm phát hiện thiết bị của khách hàng không đạt được giá trị quy định tại Khoản 1 Điều này, khách hàng phải áp dụng các biện pháp khắc phục để đạt được giá trị tổng độ biến dạng sóng hài dòng điện trong giới hạn cho phép.

Phương pháp lọc sóng hài cho tụ bù

Phương pháp lọc sóng hài cho tụ bù

Để lọc sóng hài cho tụ bù chỉ cần lắp nối tiếp Cuộn kháng lọc sóng hài với Tụ bù. Có nhiều loại cuộn kháng 6%, 7%, 14% và được chế tạo tương ứng với các dung lượng khác nhau của tụ bù. Ví dụ cuộn kháng Mikro 7% dùng cho tụ bù 50kVAr cho phép lọc sóng hài bậc 5,7.

Lắp cuộn kháng làm tăng khá nhiều chi phí, có thể tăng thêm khoảng 50% so với phương án không lắp cuộn kháng. Đồng thời kích thước tủ lắp cuộn kháng cũng lớn hơn nhiều do cuộn kháng khá cồng kềnh và nặng. Cuộn kháng có tác dụng triệt tiêu sóng hài nhưng cũng làm tăng điện áp vào tụ do đó nên sử dụng tụ bù có điện áp cao sẽ bền hơn.

Cảm ơn các bạn đã ghé thăm trang web của mình

thietbidientu24h chuyên cung cấp các thiết bị điện, điện tử công nghiệp, thiết bị điện dân dụng chính hãng như: Cảm biến, Aptomat, biến tần, bộ điều khiển nhiệt độ, contactor, rơle…với giá rẻ, hàng hóa có đầy đủ CO, CQ, chất lượng tốt nhất trước khi đến tay khách hàng.

Add your comment

Bảo mật thanh toán

Tất cả thông tin thanh toán của bạn đều được chúng tôi bảo mật tuyệt đối

Đổi trả miễn phí

Đổi trả miễn phí trong vòng 3 ngày nếu phát hiện lỗi của nhà sản xuất

Miễn phí vận chuyển

Miễn phí vận chuyển khu vực nội thành Hà Nội