CÁCH GIẢM NHIỄU SÓNG HÀI TRONG MẠCH ĐIỆN
Sóng hài là gì?
Sóng hài là dòng điện không mong muốn làm quá tải đường dây và biến áp. Nó làm tăng nhiệt độ hệ thống và gây nhiễu lên lưới điện. Trong trường hợp chạy nhiều động cơ sử dụng biến tần cùng lúc, nếu không có biện pháp kiểm soát sóng hài có thể làm quá tải hệ thống điện, tăng công suất nhu cầu (power demand) và làm máy ngừng chạy (do nguồn bị quá tải).
Nguyên nhân xuất hiện sóng hài trong mạch điện?
HÌnh ảnh: Dòng sóng hài qua biến tần
Trong các hệ thống điện 3 pha, dòng điện cấp cho biến tần có dạng 2 xung liên tiếp cách nhau 3.3 mili giây. Dạng dòng điện kiểu xung biên độ cao như vậy sẽ gây ra nhiều vấn đề cho các thiết bị khác trong hệ thống.
Dòng điện dạng xung như hình trên trên có thể gây quá nhiệt và làm hư hại hoàn toàn máy biến áp.
Cường độ sóng điện từ quanh dây dẫn tỉ lệ thuận với mật độ xung dòng trong dây. Sóng hài gây ra nhiễu điện từ mạnh hơn sóng sin thông thường. Nhiễu do sóng hài đôi lúc tạo ra âm thanh nghe thấy được trong các thiết bị, làm màn hình chập chờn, nhiễu truyền thông,….
Các xung sóng hài có thể lan rộng sang các hệ thống khác một cách gián tiếp qua điện áp thanh cái. Điện áp bằng tích của dòng điện và trở kháng hệ thống, trong khi dòng điện biến dạng thành dạng xung, do đó điện áp cũng không còn giữ được dạng sóng chuẩn. Dạng điện áp sau khi bị sóng hài ảnh hưởng sẽ tương tự như hình dưới.
Hình ảnh: Điện áp bị biến dạng
Hệ thống điện chiếu sáng, các hệ thống điều khiển và các hệ thống nhạy cảm khác có thể bị lỗi do biến dạng điện áp.
Tác hại của sóng hài với lưới điện
Sóng hài khiến giá trị hiệu dụng và giá trị biên độ của tín hiệu điện áp hay dòng điện tăng. Do đó, làm tăng phát nóng dây dẫn điện, thiết bị điện sinh ra nhiệt cao gây hư hỏng thiết bị, hỏa hoạn và nguy cơ cháy nổ; làm cho tụ điện bị quá nhiệt và trong nhiều trường hợp có thể dẫn tới phá hủy chất điện môi.
Các sóng điều hòa bậc cao còn có thể làm momen tác động của rơle biến dạng. Gây ra hiện tượng nhảy rơle dẫn đến thời điểm tác động của rơle sai lệch. Gây cảnh báo nhầm của các UPS đồng thời gây ra tổn thất đồng, tổn thất từ thông tản và tổn thất sắt làm tăng nhiệt độ MBA dẫn đến làm tăng tổn thất điện năng.
Ngoài ra, sóng hài còn làm tổn hao trên cuộn dây và lõi thép động cơ tăng, làm méo dạng momen, giảm hiệu suất máy, gây tiếng ồn; ảnh hưởng đến sai số của các thiết bị đo, làm cho kết quả đo bị sai lệch.
Nguy hại hơn, các sóng điều hòa bậc cao còn có thể sinh ra momen xoắn trục động cơ hoặc gây ra dao động cộng hưởng cơ khí làm hỏng các bộ phận cơ khí trong động cơ; làm các thiết bị sử dụng điện và đèn chiếu sáng bị chập chờn ảnh hưởng đến con người đồng thời gây sóng điện từ lan truyền trong không gian làm ảnh hưởng đến thiết bị thu phát sóng.
Vậy, cách giảm nhiễu sóng hài trong mạch điện là gì?
Hướng dẫn cách giảm nhiễu sóng hài trong mạch điện
Có 5 cách giảm nhiễu song hài trong mạch điện:
1/ Dùng cuộn kháng AC (line choke) hay cuộn kháng DC (DC choke) cho biến tần; Đây là giải pháp tốt nhất đối với các ứng dụng cần lọc cho nguồn lưới bị nhiễu nặng và yêu cầu giảm sóng hài không phải là ưu tiên hàng đầu.
2/ Giải pháp chỉnh lưu 12 xung (12 pulse): Có hiệu suất cao nhất trong việc làm giảm sóng hài nhưng quy trình lại phức tạp nhất.
3/ Bộ lọc thụ động (passive filter). Giải pháp này bao gồm: Nhiều cuộn kháng và tụ điện được lắp đặt thành mạch cộng hưởng để loại bỏ tần số của bậc hài. Một hệ thống gồm nhiều bộ lọc thụ động có thể loại bỏ một vài bậc hài.
4/ Bộ lọc tích cực (active filter): Đây là giải pháp được áp dụng cho nhiều biến tần gắn song song với nhau trên cùng một đường dây phân phối. (chung điểm PCC – point of common coupling). Nhiệm vụ chính là bù công suất, bù sóng hài điện áp và bù sóng hài dòng điện.
5/ Sử dụng loại biến tần có sóng hài thấp (low harmonice drive) là giải pháp tối ưu. Những biến tần ấy sử dụng công nghệ giảm sóng hài mà không cần dùng tới bộ lọc ngoài hay biến áp đa xung. (Tổng độ méo dạng hài dòng điện (THDi) thấp hơn 5%)
Không kiểm soát sóng hài khi chạy nhiều động cơ có sử dụng biến tần cùng lúc, sẽ gây ra các hiện tượng:
– Quá tải hệ thống điện.
– Tăng công suất nhu cầu (power demand)
– Làm máy ngừng chạy (do nguồn bị quá tải).
– Làm hư hao thiết bị hoặc làm ngưng cả hệ thống.
Chính vì thế, giảm thiểu sóng hài là nhân tố quan trọng giúp duy trì tuổi thọ của các thiết bị vận hành.
Mọi tư vấn về Tự động hóa, vui lòng liên hệ:
TRUNG TÂM TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP PLCTECH
Hà Nội: Số 11 Ngõ 2E Dịch Vọng – Cầu Giấy
HCM: 97 Đường Số 3 – Hiệp Bình Phước – TP. Thủ Đức
SĐT/Zalo: 0987 635 127
Website: https://plctech.com.vn/
Fanpage: https://www.facebook.com/PLCTechHN/
