Embedded Files
Sóng hài ngày càng gia tăng theo thời gian, và hiện tượng méo sóng hài trở nên phổ biến trong hệ thống điện. Những loại sóng này gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng điện và hoạt động của các thiết bị. Trong bài viết này, hãy cùng BTB Electric khám phá sóng hài là gì, cơ chế hình thành của chúng.
Sóng hài là gì?
Sóng hài là gì?
Sóng hài là loại sóng gây nhiễu không mong muốn, có dạng hình sin và ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng điện. Dòng điện hài có tần số là bội số của tần số điện cơ bản. Ví dụ, nếu tần số điện lưới là 50Hz và xuất hiện dòng có tần số 350Hz, thì đây là dòng sóng hài bậc 7 và không thể sử dụng được cho thiết bị điện lưới. Khi xuất hiện, dòng điện này sẽ bị chuyển hóa thành nhiệt năng, gây tổn hao cho hệ thống.
Nguyên nhân phát sinh sóng hài
Nguyên nhân phát sinh sóng hài
Sự ra đời của tải điện tử phi tuyến, chủ yếu là các bộ băm xung để chuyển đổi điện áp xoay chiều (AC) thành điện áp một chiều (DC) và ngược lại bằng inverter, đã thay đổi hoàn toàn cách lấy điện từ sóng hình sin AC. Hiện tượng băm xung này tạo ra độ lệch cho điện áp và dòng điện so với dạng hình sin thông thường, dẫn đến sự sản sinh của sóng hài. Sóng hài được hình thành từ cảm kháng từ hóa phi tuyến từ máy biến áp, lò hồ quang, máy hàn, cuộn kháng,... hoạt động theo nguyên lý cảm ứng điện từ.
Một dạng sóng bất kỳ là tổng hợp của nhiều dạng sóng hình sin, bao gồm cả sóng sin cơ bản và chuỗi các dạng sóng sin hài bậc cao, hay còn gọi là chuỗi Fourier. Khi cả nửa chu kỳ âm và dương của một dạng sóng có sự đồng nhất về dạng, chuỗi Fourier sẽ chỉ chứa hài bậc lẻ. Các nguyên nhân sản sinh sóng hài thường có dạng sóng đồng nhất, vì vậy trong thực tế, thường gặp nhất là sóng hài bậc lẻ như 3, 5, 7,…
Hiện tượng sóng hài diễn ra trong khoảng thời gian ngắn ở mỗi pha nhưng đủ để làm biến dạng dòng AC đầu vào khỏi dạng hình sin chuẩn ban đầu. Bên cạnh đó, sự chênh lệch giữa điện áp AC và DC ở đầu vào khiến dòng điện phải có biên độ đỉnh cao hơn để truyền đủ năng lượng cho động cơ trong một chu kỳ lưới. Điều này khiến dòng điện không còn dạng hình sin mà trở thành các xung biên độ cao, với tổng cộng bốn xung (hai xung cho mỗi bán kỳ) và độ méo hài THD của dòng điện kiểu này rất cao.
Tiêu chuẩn quy định về mức đo sóng hài
Tiêu chuẩn quy định về mức đo sóng hài
Theo các tiêu chuẩn của IEEE & IEC, mức độ biến dạng sóng hài được quy định như sau: I_THD tối đa là 12% (Ratio = Isc / I_load demand = 50 ÷ 100) và V_THD tối đa là 5% (đối với điện áp dưới 6kV). Bên cạnh đó, trong từng ngành nghề cụ thể như thông tin, quân đội, y tế, các quy chuẩn về sóng hài cũng sẽ khác nhau.
Quy định về sóng hài điện áp
Quy định về sóng hài điện áp
Tổng biến dạng sóng hài điện áp (THD) được tính theo tỷ lệ giữa giá trị hiệu dụng của sóng hài điện áp và giá trị hiệu dụng của điện áp bậc cơ bản, theo công thức sau:
Trong đó:
THD: Tổng biến dạng sóng hài điện áp
Vi: Giá trị hiệu dụng của sóng hài điện áp bậc i, với N là bậc cao nhất cần đánh giá
V1: Giá trị hiệu dụng của điện áp cơ bản, thường là 50Hz
Quy định: Giá trị cực đại cho tổng biến dạng sóng hài điện áp tại các cấp điện áp 220kV và 500kV không được vượt quá 3%.
Quy định về sóng hài dòng điện
Quy định về sóng hài dòng điện
Tổng biến dạng sóng hài dòng điện (TDD) là tỷ lệ giữa giá trị hiệu dụng của sóng hài dòng điện và giá trị hiệu dụng của dòng điện bậc cơ bản trong chế độ phụ tải và công suất phát cực đại. Công thức tính như sau:
Trong đó:
TDD: Tổng biến dạng sóng hài dòng điện
Ii: Giá trị hiệu dụng của sóng hài dòng điện bậc i, với N là bậc cao nhất cần đánh giá
IL: Giá trị hiệu dụng của dòng điện cơ bản, thường là 50Hz
Quy định: Giá trị cực đại cho tổng biến dạng sóng hài dòng điện tại các cấp điện áp 220kV và 500kV không được vượt quá 3%.
Giá trị cực đại của tổng độ biến dạng sóng hài dòng điện phụ tải được quy định như sau:
Đối với đầu nối vào điện áp trung áp và hạ áp có công suất dưới 50kW, giá trị sóng hài dòng điện bậc cao không được quá 20% dòng điện phụ tải.
Đối với đầu nối vào điện áp cao áp hoặc đầu nối có công suất từ 50kW trở lên, giá trị sóng hài dòng điện bậc cao không được quá 12% dòng điện phụ tải.
Page updated
Report abuse