Services

TEDCO CHUYÊN CUNG CẤP CÁC GIẢI PHÁP KIỂM TRA VÀ XỬ LÝ TRIỆT ĐỂ SÓNG HÀI

Khi xây dựng hệ thống điện trong nhà máy, việc kiểm tra đánh giá sóng hài trong nhà máy đóng vai trò vô cùng quan trọng. Để cùng hiểu rõ hơn về kiểm tra đánh giá sóng hài trong nhà máy, cùng nhà thầu điện Tedco tham khảo qua bài viết dưới đây.

Tìm hiểu khái niệm sóng hài trong nhà máy là gì?

Sóng hài là sản phẩm của các thiết bị hiện đại như máy móc, điện tử, hệ thống lưu điện, biến tần, lò hồ quang, bộ chuyển đổi năng lượng… cùng nhiều thứ khác. Những thiết bị này được gọi là tải phi tuyến.

Các tải phi tuyến sẽ tạo ra các thành phần sóng hài khác nhau, trả ngược lại với hệ thống lưới điện thông qua mạng dây dẫn, kết hợp cùng các tần số điện cơ bản sẽ tạo ra những biến dạng, méo mó sóng tổng trong hệ thống phân phối điện năng lượng. Vậy nên, việc kiểm tra đánh giá sóng hài trong nhà máy là điều vô cùng cần thiết.

Kiểm Tra Sóng Hài

*Tìm hiểu về nguồn gốc của sóng hài

Các biến tần trên thị trường hiện nay đều hoạt động theo nguyên lý điều chỉnh các điện áp xoay chiều AC thành điện áp một chiều DC.

Sau khi điều chỉnh được điện áp một chiều DC, điện áp này sẽ được một bộ nghịch lưu inverter chuyển đổi ngược lại thành điện xoay chiều AC với độ lớn và tần số đã được định trước để điều chỉnh chính xác nhất tốc độ của động cơ.

Các loại biến tần hiện đại sử dụng cầu diode để chuyển đổi điện áp xoay chiều AC sang điện áp một chiều DC. Sau đó, điện DC một chiều được lắp thêm tụ phía cầu diode để làm phẳng điện áp xoay chiều AC.

Mạch chỉnh lưu diode và nghịch lưu inverter mang lại hiệu suất cao cho biến tần nhưng lại gây ra nhiều sóng hài trên các dòng điện ở phía nguồn xoay chiều AC. Lúc này sóng hài sẽ xuất hiện.

Việc sóng hài xuất hiện do bởi dòng điện không thể chạy qua chỉnh lưu và đi vào biến áp tần khi điện áp AC đầu vào bé hơn điện áp một chiều DC ở phần trên tụ.

Điều này chỉ diễn ra trong một thời gian ngắn ở mỗi pha. Tuy nhiên, phần sóng hài này sẽ làm biến dạng hoàn toàn dòng AC đầu vào khiến nó không còn chuẩn hình sin. Hơn nữa, việc bị chặn bởi sự chênh lệch điện áp xoay chiều và một chiều ở đầu vào. Dòng điện có biên độ chỉnh cao hơn để truyền năng lượng cho động cơ trong một chu kỳ lưới điện.

Trong trường hợp này, dòng điện có thể không còn mang hình Sin nữa mà trở thành 4 xung dòng điện biên độ cao (2 xung cho mỗi bán kỳ) cùng độ méo hài của dòng điện lúc này rất cao.

Những tác hại của sóng hài

• Những thành phần sóng hài cùng công suất ảo vào tổng công suất tiêu thụ của máy biến áp, khiến máy biến áp quá tải, phát nóng và cháy. Mặc dù công xuất tải tiêu thụ ngay lúc này chỉ đạt mức trung bình.

• Sóng hài méo làm phát nóng, cháy các dây dẫn gây nên nhiều tổn thất nghiêm trọng trong hệ thống điện.
• Dây dẫn trung tính trong hệ thống 3 pha bị đốt nóng hoặc cháy.
• Điện áp N-G quá lớn, gây nguy hiểm trong hệ thống điện.
• Gây nên những bỏng hóc tụ điện bù công suất phản kháng PF.
• Gây nhiễu trong hệ thống truyền thông. Tụ bù và các cuộn kháng máy biến áp có thể tạo thành những mạch LC cộng hưởng sóng hài lên nhiều lần. Từ đây dẫn đến quá tải tụ và máy biến áp dẫn đến cháy nổ.

Với các loại hệ thống sử dụng máy phát điện dự phòng hoặc sử dụng trên các giàn tàu biển, giàn khoan khi chạy máy. Do những đặc tính cảm kháng của máy phát cao hơn máy biến thể thông thường, phần sóng hài sẽ bị khuếch đại trầm trọng lên 3 – 4 lần. Từ đó gây nên những hỏng hóc nghiêm trọng cho hệ thống thiết bị. Gây cháy máy phát rất nguy hiểm và tốn kém.

Sóng hài thường xuất hiện ở đâu?

1. Nhà máy thép lò cao tần
2. Nhà máy sản xuất thiết bị điện tử
3. Nhà máy giấy, tơ sợi, dệt
4. Bộ chuyển đổi năng lượng tái tạo
5. Dây chuyền đóng chai…

Đây là những nơi có các tải phi tuyến lớn dễ bị tình trạng sóng hài cao.

Tác hại của sóng hài đối với hệ thống điện.

1. Tăng dòng điện phụ tải: Tăng tiết diện dây dẫn, tăng công suất MBA, tăng cấp thiết bị đóng ngắt, tăng chi phí đầu tư, vận hành.
2. Gây quá nhiệt cho thiết bị: Nguy cơ gây cháy, nổ; giảm tuổi thọ thiết bị; gây tổn thất điện năng.
3. Gây nhiễu điện tử: Tiếng ồn trong hệ thống âm thanh; màn hình nhấp nháy.
4. Hệ số công suất thấp: Trả thêm chi phí mua công suất phản kháng; giảm dòng đóng cắt của thiết bị đóng cắt.
5. Biến dạng dòng điện lớn: Mất cân bằng dòng 310; thiết bị đo lường hoạt động không chính xác.
6. Biến dạng điện áp quá mức: Gây sự cố thiết bị (các MCB tác động sai, hỏng chấn lưu điện, hư hỏng tủ điện; các vấn đề SCADA; PLC có thể thay đổi trạng thái, lỗi máy phát điện; động cơ chạy rung lắc)

Hiện tượng và giải pháp sóng hài trong thực tế

• Chi phí điện năng tăng cao do tổn thất.
• Động cơ nóng, chạy rung dù không quá tải.
• Dây dẫn phát nóng, tổn thất điện áp nghiêm trọng trên dây dẫn.
• Dây trung tính có dòng điện lớn trong khi tải chủ yếu là 3 pha.
• Tụ điện có dòng cao hơn định mức, tụ bị phồng, nổ.
• MCB tác động không rõ nguyên nhân
• Thiết bị đo lường hoạt động không chính xác (hệ số công suất cosj trên công tơ sai khác nhiều so với bộ điều khiển tụ bù tại một thời điểm).
• Máy biến áp quá tải khi tổng công suất tải nhỏ hơn công suất máy biến áp.

Nguyên nhân gây ra hiện tượng sóng hài

Dòng điện hài được gây ra bởi tải phi tuyến kết nối với hệ thống phân phối. Một tải được gọi là phi tuyến khi dòng điện nó vẽ không có dạng sóng giống như điện áp cung cấp. Các dòng điện hài chạy qua các trở kháng hệ thống lần lượt tạo ra sóng hài điện áp, làm biến dạng điện áp cung cấp.

*Phân tích sóng hài

Sóng hài trên dòng điện sẽ kéo theo các loại sóng hài trên điện áp. Độ méo của sóng hài áp sẽ phụ thuộc nhiều vào các trở kháng của hệ thống phân phối điện, số lượng tải phi tuyến. Tải phi tuyến ở đây bao gồm (máy tính, máy fax, đèn chiếu dùng inverter…) trong hệ thống.

Để so sánh sóng hài dòng và sóng hài áp cần có cách phân tích các loại sóng hài chi tiết.

Trong việc phân tích sóng hài, mọi dạng sóng có thể được biểu diễn dưới dạng tổng của nhiều sóng hình sin biên độ và tần số khác nhau. Những tập hợp các sóng hình sin sẽ bao gồm 1 sóng hình sin cơ bản (tần số 50Hz với lưới điện Việt Nam) và các dạng sóng hình sin là bộ sóng sin cơ bản sẽ được gọi là sóng hài.

Tổng độ méo hài thể hiện mức độ biến dạng của dòng điện sẽ được tính bằng công thức như sau:

*Các ngưỡng sóng hài theo quy định

Sóng hài có thể gây nên những ảnh hưởng nhất định trong các hệ thống điện. Các nghiên cứu đã được đưa ra để đánh giá mức độ nguy hiểm của sóng hài. Chuẩn IEEE 519 căn cứ vào mức độ nhạy cảm của các thiết bị trong một hệ thống điện làm ngưỡng quy định mức sóng hài áp tối đa được cho phép. Do đó, chuẩn IEEE 519 đưa ra các ngưỡng sóng hài khác nhau cho các hệ thống điện khác nhau.

Trên đây là những thông tin về kiểm tra đánh giá sóng hài trong nhà máy. Nếu còn điều gì thắc mắc hay muốn được tư vấn thêm, liên hệ ngay cùng nhà thầu điện Tedco theo những thông tin bên dưới. Đội ngũ Tedco luôn sẵn sàng phục vụ.

TEDCO chuyên cung cấp dịch vụ kiểm tra và đánh giá mức độ rủi ro sinh ra bởi sóng hài. Xử lý các thành phần sóng hài bậc cao trong nhà máy, xí nghiệp.

Video Dự Án Công ty Cơ Điện Tedco