Sóng hài

Nguồn gốc sinh ra sóng hài

Tải tuyến tính: Dòng điện và điện áp có tỉ lệ thuận được mô hình hóa bằng phương pháp tuyến tính. Một số tuyến tính cơ bản như: đèn chiếu sáng sợi đốt, điện trở, tụ điện,…

Tải phi tuyến: Dòng điện và điện áp có tỉ lệ nghịch. Một số tải phi tuyến cơ bản như: Lò hồ quang, lò trung tần, biến tần cho động cơ AC DC, nguồn dự phòng UPS, …

Mức độ ảnh hưởng của sóng hài

Về mặt kỹ thuật

Tăng nhiệt độ: Động cơ, biến áp và dây dẫn làm giảm tuổi thọ.
Giảm hiệu suất: Động cơ và máy biến áp hoạt động kém hiệu quả do bị tổn thất năng lượng.
Biến dạng điện áp: Giảm chất lượng điện năng và hoạt động của các thiết bị.
Gây ra tiếng ồn: Ảnh hưởng đến môi trường làm việc xung quanh.
Sự cố điện: Hiện tại ngắt mạch, hỏng hóc thiết bị và giảm độ tin cậy của hệ thống điện.

Về mặt kinh tế

Tăng chi phí vận hành: Sóng hài gây tiêu hao điện năng dẫn đến tăng chi phí điện.
Giảm tuổi thọ thiết bị: Tăng chi phí bảo trì và thay thế.
Giảm năng suất: Sư Sự cố thiết bị hoặc thời gian ngừng hoạt động do sóng hài làm giảm năng suất và tổn thất kinh tế.
Tăng chi phí đầu tư: Các nhà máy có thể phải đầu tư vào hệ thống bù công suất phản kháng hoặc bộ lọc sóng hài, làm tăng chi phí đầu tư ban đầu.

Giải pháp xử lý sóng hài

Cuộn kháng

Có khả năng lọc và giảm thiểu tác động của sóng hài. Phương pháp này được nhiều nhà máy ưa chuộng, đơn giản và tiết kiệm chi phí.

Nguyên lý hoạt động: Dựa trên nguyên lý điện từ, tạo ra trở kháng cho các thành phần tần số cao (sóng hài) trong dòng điện, trong khi cho phép các thành phần tần số thấp (tần số cơ bản) đi qua dễ dàng hơn. Thông thường, cuộn kháng có giá trị điện kháng từ 3% cho tới 6% để cải thiện chất lượng điện năng.

Bộ lọc thụ động

Giúp cải thiện hiệu quả trong việc loại bỏ sóng hài nhưng vẫn giữ lại tín hiệu chính. Thiết kế đơn giản nhưng sự hệ thống lưới phân phối và bộ lọc thụ động không phải lúc nào cũng theo ý muốn của người thiết kế.

Nguyên lý hoạt động: Dựa trên các thành phần cơ bản như cuộn kháng, tụ điện, điện trở. Hoạt động hiệu quả trong điều kiện cụ thể của hệ thống, đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực đến các thành phần khác trong lưới điện.

Bộ lọc tích cực

Áp dụng công nghệ tiên tiến để điều chỉnh tần số lọc theo điện kiện của hệ thống. Phương pháp này có khả năng khuếch đại tín hiệu bên cạnh việc lọc, giúp cải thiện chất lượng tín hiệu

Nguyên lý hoạt động: Đo dòng điện của, tách thành phần cơ bản 50Hz ra khỏi tín hiệu và phân tích các thành phần tần số còn lại. Sau đó, nó bơm dòng bù ngược lại để triệt tiêu từng bậc sóng hài. Thông thường, bộ lọc tích cực có khả năng lọc tới bậc hài thứ 50 và có thể đạt được độ biến dạng sóng hài sau khi lọc dưới 5% hoặc thấp hơn.