Sóng Hài

Sóng hài là gì?

Sóng hài cũng là dòng điện không mong muốn làm quá tải hệ thống dây dẫn và biến áp. Nó làm gia tăng nhiệt hệ thống (hoặc cũng có thể gây cháy) và gây nhiễu cho hệ thống. Trong tình huống phải vận hành nhiều động cơ tại 1 thời điểm, nếu không có giải pháp quản lý sóng hài sẽ có thể làm quá tải hệ thống điện gây thiếu công suất theo yêu cầu (power demand) và làm các máy dừng hoạt động (vì nguồn bị quá tải) . Khi mà tổng các dòng điện hài tăng cao hơn mức quy định sẽ gây nhiều sự cố nguy hiểm cho hệ thống thiết bị phát điện. Hệ thống điện của máy gây hỏng hóc đột ngột của máy sẽ khiến hoạt động trì trệ đồng thời gây ra cháy nổ đe doạ cho sinh mạng người dân và thất thoát điện năng.

Tác hại của sóng hài

Các thành phần của sóng hài công thế với công suất hoà vào tổng công suất trung bình của máy biến áp. Do đó, sẽ làm cho máy biến áp quá tải và phát cháy, nổ khi máy vẫn sử dụng công suất trung bình.

Làm phát nhiệt và cháy mạch điện có thể gây ra thiệt hại nghiệm trọng đối với hệ thống điện. Cầu dao chết không có nguyên nhân làm cho tụ điền bù công suất phát và điện áp Dòng rất cao.

Gây tổn thất trong hệ thống điện do bộ kháng và tụ bù máy biến áp có thể làm cho điện áp LC kết hợp với dòng sóng hài tăng lên nhiều lần. Nó gây quá tải tụ và máy biến áp gây quá tải đưa vào tình trạng cháy nổ máy biến áp và tụ.

Đặc biệt là đối với trường hợp như máy phát điện dự trữ của tàu hay hệ thống điện sử dụng trên dàn khoan thì đặc tính cảm kháng của máy biến thế bình thường thấp hơn so với máy biến áp. Do đó mà sóng hài sẽ bị khuyếch đại nặng hơn gấp 3 tới 4 lần. Gây ra các hư hại nặng trên hệ thống vì nó có thể cháy máy phát vì vậy mà rất nguy hiểm và đắt đỏ.

Nguyên nhân gây ra sóng hài

Trong hệ thống điện có những thiết bị dạng phi tuyến gây ra. Điện áp đầu của tải phi tuyến là dạng hình sin còn dòng của sóng lại có dạng không sin.

1 dạng sóng cơ bản là tổng của các dạng sóng hình sin. Khi chuyển từ chu kỳ này qua chu kỳ kia sóng có thể được mô tả thành dạng sóng sin căn bản và bội số của tần số căn bản. Điều đó có nghĩa là các sóng sin căn bản và chuỗi của mỗi dạng sóng sin hài bậc cao được gọi là chuỗi Fourier.

Quá trình tính có thể tách biệt với các hài riêng biệt. Kết quả tính của các tần số được cộng với 1 dạng của chuỗi Fourier nhằm có được dạng sóng ra tổng quát nếu cần.

Thông thường chúng ta chỉ cần chú ý vào tần số của sóng hài. Khi tất cả các chu kỳ âm và dương của 1 dạng sóng có dạng tương đồng thì chuỗi Fourier sẽ có hài bậc lẻ. Do tất cả các thiết bị sinh ra sóng hài đều có dạng sóng tương đồng nên trong thực tiễn thì chúng ta chỉ cần chú ý tới sóng hài bậc thứ 3, 5, 7...

Phương pháp làm giảm sóng hài

Sử dụng biến tần

Việc lựa chọn sử dụng biến tần cũng là cách giảm thiểu sóng hài và có thể hạ thấp sóng hài nhanh nhất trong biến tần. Việc lựa chọn sử dụng biến tần có thể giảm sóng hài mà không cần sử dụng biến áp đa sóng hay bộ lọc nào. Bởi những biến tần sẽ làm giảm thiểu sóng hài sinh ra những phần tử hài bậc thấp từ phía đầu ra vào với tổng dòng méo thấp hơn 5%. Đây cũng là 1 trong các cách xử lý hiệu quả mà chi phí thấp nhất bạn có thể áp dụng.

Sử dụng bộ kháng lọc hài

Sử dụng bộ kháng ngăn sóng hài hoặc sử dụng thiết bị tụ bù cũng là cách xử lý sóng hài được nhiều khách hàng sử dụng. Bởi cách nay vừa nâng cao hiệu quả điện lưới vừa là phương án tối ưu nhất cho các thiết bị cần lọc khi môi trường điện bị ô nhiễm nặng nề. Đồng thời cũng giảm sóng hài và làm cho hình vị của điện áp mạng gần như không biến dạng.

Sử dụng bộ lọc

Sử dụng bộ lọc là cách xử lý sóng hài được sử dụng với rất nhiều biến tần được đặt xen kẽ với nhau trên cùng 1 dây truyền với mục đích chủ yếu là bù sóng hài điện áp. Bù sóng hài dòng điện và bù công suất.

Bộ lọc sóng hài có thứ tự 0 (ZSF) : làm giảm hoặc loại bỏ sóng hài thứ tự 0 với máy biến áp cuộn cáp theo phương pháp zigzag. Hiệu suất lọc trung bình từ 60% đến 95%.

Bộ lọc sóng hài thụ động (Active Harmonic Filter) : làm giảm thiểu sóng hài bằng cách sinh sản những dạng sóng hài khác có hiệu quả 80% tới 95%.