Chất lượng điện năng và đặc biệt là sóng hài có tầm quan trọng hàng đầu trong việc quyết định hiệu quả của bất kỳ động cơ nào. Cùng tìm hiểu tầm quan trọng của bộ lọc sóng hài với động cơ điện qua bài viết sau cùng Elecnova Việt Nam

Một số thông số quan trọng của chất lượng điện năng là

• Sóng hài

• Mất cân bằng điện áp

• Biến động điện áp

Trong hệ thống dòng điện xoay chiều (AC), hiệu điện thế và dòng điện qua mạch tải được mô tả bằng tần số và biên độ. Tần số hiện tại sẽ giống với tần số của điện áp miễn là điện trở/trở kháng tải không thay đổi. Trong tải tuyến tính, như điện trở, tụ điện hoặc cuộn cảm, dòng điện và điện áp sẽ có cùng tần số. Miễn là các đặc tính của các thành phần tải không thay đổi, thành phần tần số của dòng điện sẽ không thay đổi. Khi chúng ta xử lý các tải phi tuyến tính chẳng hạn như nguồn điện chuyển đổi, máy biến áp bão hòa, tụ điện sạc đến đỉnh của điện áp nguồn và bộ chuyển đổi được sử dụng trong các ổ đĩa, các đặc tính của tải là động. Khi biên độ của điện áp thay đổi và trở kháng tải thay đổi, tần số của dòng điện sẽ thay đổi. Dòng điện thay đổi và dạng sóng phức tạp đó là kết quả của những thay đổi tải này.

Sóng hài là biến dạng điện áp và dòng điện nằm trên điện áp hình sin thông thường . Thông thường, các tần số sóng hài này là bội số của tần số cơ bản, là 50 hertz (Hz). Sóng hài được tạo ra bởi các “tải chuyển đổi” này (còn được gọi là “tải phi tuyến tính”, vì dòng điện không thay đổi trơn tru theo điện áp như với tải điện trở và phản kháng đơn giản). Mỗi lần bật và tắt dòng điện, một xung dòng điện được tạo ra. Dạng sóng xung thu được được tạo thành từ phổ tần số hài, bao gồm tần số cơ bản 50Hz và bội số của nó. Các dạng sóng tần số cao hơn được gọi chung là méo hài tổng (THD), không thực hiện công việc hữu ích nào và có thể gây phiền toái đáng kể. Hoạt động của tải phi tuyến gây ra dòng điện bị biến dạng, phụ thuộc vào đường dẫn; ảnh hưởng của biến dạng hiện tại đối với tải trong một cơ sở là tối thiểu. Do đó, dòng điện hài không thể chạy vào thiết bị ngoài các tải phi tuyến đã gây ra chúng. Tuy nhiên, ảnh hưởng của biến dạng dòng điện đối với hệ thống phân phối có thể nghiêm trọng, chủ yếu là do dòng điện chạy trong hệ thống tăng lên. Do đó, sóng hài hiện tại gây ra tổn thất gia tăng trong các thành phần hệ thống điện của khách hàng và lưới điện hiện hữu.

Nguồn sóng hài sau đây là một số tải phi tuyến tính tạo ra sóng hài:

• Bộ chuyển đổi và chỉnh lưu nguồn tĩnh, được sử dụng trong UPS, Bộ sạc pin, v.v.

• Lò hồ quang

• Điện tử công suất điều khiển động cơ (AC /DC Drives)

• Máy vi tính

• Đầu thu truyền hình

• Máy biến áp bão hòa

• Ánh sáng huỳnh quang

• Thiết bị viễn thông

Ảnh hưởng của sóng hài

Các sóng hài có tác dụng đa dạng đối với các phần tử mạng khác nhau có trong một hệ thống. Bất cứ khi nào một dòng điện hài chạy qua thiết bị,

• Nó gây ra tổn thất bổ sung do tần số cao hơn, các thiết bị như động cơ, máy biến áp, v.v. có lõi nhiều lớp sẽ có tổn thất cao hơn do tần số cao hơn của dòng điện hài.

• Trong cáp, dòng điện hài có xu hướng chạy qua lớp vỏ ngoài của dây dẫn do hiệu ứng vỏ và dẫn đến sự nóng lên của các dây dẫn này.

• Sóng hài có thể gây ra sự cố ngắt rơle và hỏng tụ điện được lắp đặt trong hệ thống phân phối để cải thiện hệ số công suất

• Một số dòng điện hài (ví dụ: hài bậc 5) có thứ tự pha ngược lại, nghĩa là bất kỳ thiết bị cơ điện nào được sử dụng để đo sẽ không đăng ký giá trị thực. Tương tự, trong mạng bị ô nhiễm, động cơ cảm ứng bình thường có thể không tạo ra mô-men xoắn cần thiết do dòng điện hài tạo ra mô-men xoắn theo hướng ngược lại

• Sóng hài bậc cao cũng can thiệp vào hệ thống viễn thông. Bất cứ khi nào một đường dây điện thoại chạy song song với một đường dây điện có sóng hài, tiếng ồn sẽ được đưa vào đường dây điện thoại. Hiện tượng này được gọi là nhiễu điện thoại

• Điện áp bị ô nhiễm nặng có thể dẫn đến hoạt động sai của các thiết bị như thyristor, hoạt động của chúng phụ thuộc vào điểm giao nhau bằng 0 của dạng sóng điện áp. Điều này có thể dẫn đến lỗi chuyển mạch trong thyristor

• Hàm lượng sóng hài cao cũng dẫn đến hệ số công suất thấp. Góc giữa thành phần cơ bản của dòng điện và điện áp cho Hệ số công suất dịch chuyển, trong khi đó, góc giữa điện áp và dòng điện RMS (cơ bản và sóng hài) giống nhau sẽ cho Hệ số công suất tổng. Trong một tải tuyến tính, P.F. và D.P.F. là như nhau, trong khi đó, đối với các tải tạo ra nhiều sóng hài, P.F. thấp hơn nhiều so với D.P.F.

•Một số dòng điện hài là dòng điện thứ tự không (dòng điện hài bậc 3) có xu hướng chạy ở dây trung tính trong hệ thống 3 pha, 4 dây. Trong hầu hết các phụ tải gia đình và thương mại, vốn không tuyến tính về bản chất, tạo ra một lượng đáng kể dòng điện hài bậc 3, dây trung tính bị quá nóng và có thể dẫn đến nóng chảy dây trung tính. Người ta đã quan sát thấy rằng trong những trường hợp cực đoan, dòng điện trung tính có thể vượt quá 1,5 lần dòng điện bình thường

• Dòng điện hài cũng ảnh hưởng đến máy phát điện, vì hầu hết các máy phát điện lớn đều hoạt động với công suất tối đa và chúng không có biên độ quá mức để bù đắp tổn thất nhiệt do dòng điện hài chạy vào. Tất cả những tổn thất nhiệt như vậy dẫn đến sự xuống cấp của lớp cách điện được sử dụng trong các thiết bị điện.

Elecnova Việt Nam cung cấp giải pháp bộ lọc sóng hài cho các nhà máy có nhiều động cơ. Hãy liên hệ chúng tôi để được kiểm tra chất lượng điện miễn phí và tư vấn giải pháp

Elecnova Việt Nam

Số 121 Tô Hiệu, Hà Đông, Hà Nội

SĐT: 0394754828

Email: hung.vu@sfere-elec.com