Sóng hài ngày càng xuất hiện nhiều theo thời gian, dẫn đến hiện tượng méo sóng hài phổ biến trong hệ thống điện. Loại sóng này gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng điện và hoạt động của các thiết bị. Trong bài viết sau đây, hãy cùng BTB Electric tìm hiểu về những tác hại và các phương pháp để giảm thiểu ảnh hưởng của chúng.
Tác hại của sóng hài
Sóng hài gây tác động tiêu cực lên hệ thống điện, bao gồm việc gây quá tải, làm nóng và hư hại thiết bị điện. Đặc biệt, dòng điện cấp cho biến tần 3 pha có hai dạng xung liên tiếp cách nhau 3.3ms, có thể ảnh hưởng xấu đến nhiều thiết bị, điển hình là máy biến áp nguồn. Máy biến áp được thiết kế để hoạt động với dòng điện có hình sin tiêu chuẩn, không có khả năng kháng sóng hài, do đó, chúng dễ bị hư hại hay thậm chí bị phá hủy hoàn toàn.
Sóng hài gây nhiễu điện từ mạnh hơn dạng sóng hình sin thông thường. Nhiễu sóng hài quá lớn có thể phát ra âm thanh mà con người nghe được, gây nhiễu đường truyền vô tuyến, và làm chập chờn màn hình hiển thị. Trong nhiều trường hợp, sóng hài có thể lan gián tiếp sang hệ thống khác thông qua thanh cái, làm dòng điện biến dạng và không giữ được dạng hình sin đơn thuần, mà bị ảnh hưởng bởi nhiễu.
Tình trạng sóng hài kéo dài có thể khiến hệ thống phân phối điện gặp khó khăn khi muốn mở rộng phụ tải bổ sung trong tương lai. Ngoài ra, sóng hài còn có các tác hại sau:
Hư hỏng thiết bị: Nguyên nhân gây quá tải các thiết bị bảo vệ (CB như MCB, MCCB, ACB), làm phồng tụ, nổ tụ, phát tiếng kêu, sinh nhiệt cho tủ điện,…
Mất ổn định hệ thống điện: Relay điện tử mất ổn định, tăng nhiệt trên dây dẫn, tổn thất từ thông, méo dạng mô men của máy biến áp, motor,…
Ảnh hưởng quá trình khởi động động cơ: Gây sai số góc kích, vector momen, vector từ thông khi điều khiển inverter,… dẫn tới sai số điều khiển hoặc mất điều khiển.
Sai lệch thông số trên thiết bị đo đếm: Gây sai lệch trên nhiều thiết bị đo như V, A, Hz, kVAr, kWh,…
Thiệt hại kinh tế: Giảm tuổi thọ động cơ, hư hỏng các thiết bị bảo vệ, tăng kích cỡ dây dẫn, lãng phí năng lượng,…
Mất ổn định hệ vô tuyến thông tin: Gây nhiễu cho truyền hình, phát thanh và các thiết bị thu phát sóng điện tử,…
Tóm lại, sóng hài gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng đối với hệ thống điện, từ hư hỏng thiết bị, mất ổn định hệ thống, ảnh hưởng đến quá trình điều khiển động cơ, đến gây thiệt hại kinh tế và mất ổn định hệ vô tuyến thông tin.
Ảnh hưởng của sóng hài lên tụ bù
Tụ bù có đặc tính tĩnh và tuyến tính nên bản thân chúng không sản sinh sóng hài. Tuy nhiên, khi tương tác với các nguồn tự cảm trong hệ thống điện, tụ bù có thể tạo ra hiện tượng cộng hưởng song song tại tần số hài. Quá trình này làm tăng đáng kể dòng điện qua tụ, dẫn đến hiện tượng phồng tụ, nổ tụ, nổ cầu chì, và thậm chí làm nhảy CB.
Việc bổ sung thêm tụ bù trong môi trường có sóng hài để giảm hệ số công suất phản kháng (cosφ) là không nên, vì dễ gây ra sự cố cho hệ thống điện. Nguyên nhân là do tụ bù có thể gây ra cộng hưởng sóng hài, làm gia tăng mức độ ảnh hưởng của sóng hài.
Để giảm tác hại của sóng hài, cần kết hợp các biện pháp lọc sóng hài và biện pháp bảo vệ thiết bị như sau:
Dùng cuộn kháng AC hoặc DC cho biến tần: Phù hợp với các ứng dụng cần lọc cho nguồn lưới bị nhiễu hài nặng và việc giảm sóng hài chưa cấp thiết.
Chỉnh lưu 12 xung: Cho hiệu suất giảm sóng hài tốt nhất nhưng triển khai khá phức tạp.
Sử dụng biến tần sản sinh sóng hài thấp: Sử dụng công nghệ giảm sóng hài không cần tới bộ lọc ngoài hoặc biến áp đa xung với THDi < 5%.
Sử dụng bộ lọc sóng hài thứ tự 0 (ZSF): Nhằm giảm hoặc triệt tiêu sóng hài thứ tự 0 nhờ máy biến áp quấn dây zigzag, đạt hiệu suất lọc khoảng 60%~95%.
Sử dụng bộ lọc sóng hài chủ động (AHF): Sản sinh ra dạng sóng hài đối nghịch sóng hài cần triệt tiêu, đạt hiệu suất lọc khoảng 80%~95%.
BTB Electric cung cấp giải pháp giảm thiểu sóng hài tối ưu với Bộ lọc sóng hài chủ động AHF. Sản phẩm có phổ sóng hài từ bậc 2 đến bậc 50, hiệu suất đạt trên 97%. Thiết bị được sản xuất theo các tiêu chuẩn JB/T 11067-2011, DL/T 1216-2013, IEC/EN 60439-1, 2014/30/EU và EN 61000-6.
=>> Đọc thêm: Ứng dụng của bộ chuyển nguồn ATS
Comments