Ảnh hưởng của sóng hài bậc cao đến tổn thất điện năng
Trang 1ẢNH HƯỞNG CỦA SÓNG HÀI BẬC CAO ĐẾN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
HÀ NỘI - 8/15/15
Trang 2SÓNG HÀI
HẠN CHẾ SÓNG HÀI
MÔ HÌNH HÓA
NỘI DUNG
Trang 3BẢN CHẤT NGUỒN GỐC TÁC HẠI
SÓNG HÀI
3
Trang 6SÓNG HÀI ĐẾN TỪ ĐÂU ? (1)
6
Phụ tải phi tuyến
Tiêu thụ công suất tần số cơ bản
Phát công suất tần số sóng hài
Trang 7SÓNG HÀI ĐẾN TỪ ĐÂU ? (2)
7
Các hệ thống có điều khiển góc mở Thyristor
Chỉnh lưu (ở tất cả các gam công suất)
UPS
Biến tần không lọc EMC
Lò luyện thép hồ quang
& cảm ứng
Trang 8SÓNG HÀI ĐẾN TỪ ĐÂU ? (3)
8
Trang 9TÁC HẠI CỦA SÓNG HÀI (1)
Trang 10TÁC HẠI CỦA SÓNG HÀI (2)
P
ϕ
% 44 1
Trang 11TÁC HẠI CỦA SÓNG HÀI (3)
Phát nóng phụ trội và tổn thất điện năng (a)
Quan hệ giữa dòng hiệu dụng Irms và dòng điện bậc nhất I1 qua độ méo dạng sóng tổng hợp THD
Khi THD lớn, với cùng công tương đương do dòng I1sinh ra , dòng hiệu dụng sẽ lớn hơn dây mang tải lớn hơn và tổn thất cao hơn
Trang 12TÁC HẠI CỦA SÓNG HÀI (3)
Phát nóng phụ trội và tổn thất điện năng (b)
Khi có sóng hài, điện trở toàn phần của dây dẫn tăng lên do hiệu ứng bề mặt tổn thất tăng theo
THD khoảng 10% gây tổn hao phụ thêm 6% !
Máy biến áp bị quá tải gây già hóa cách điện sớm
Phải tăng công suất lắp đặt cho MBA (UTE C15-112) hoặc giảm trừ công suất khi phải cung cấp cho phụ tải
có thành phần sóng hài lớn
k – hệ số suy giảm công suất
Th – tỷ lệ giữa dòng hài với dòng
cơ bản
12
Trang 13TÁC HẠI CỦA SÓNG HÀI (4)
Quá tải dây trung tính trong lưới phân phối
Sóng bội ba trên từng pha sẽ chảy về dây trung tính
Giá trị dòng điện hài bội ba trong dây trung tính gấp 3 lần giá trị dòng điện hài trong từng pha
Khi THD lớn, giá trị dòng bậc nhất không đáng kể so với dòng hài bậc cao
Phải tăng kích thước của dây trung tính
Dây trung tính mang dòng tần số cao kích thước phảităng thêm
13
Trang 14TÁC HẠI CỦA SÓNG HÀI (5)
Suy giảm chất lượng điện năng
Méo điện áp
Tổn thất phụ
Sụt giảm điện ápngắn hạn (voltage sags)
Dao động momen
Chớp nháy
14
Trang 15TÁC HẠI CỦA SÓNG HÀI (6)
Sai lệch hệ thống đo đếm gây tổn thất phi kỹ thuật
Trang 16CÁC BiỆN PHÁP HẠN CHẾ SÓNG HÀI
CHẾ TÀI PHƯƠNG PHÁP THỤ ĐỘNG PHƯƠNG PHÁP TÍCH CỰC PHƯƠNG PHÁP LAI
16
Trang 17CHẾ TÀI
Tiêu chuẩn IEC 61000-3-2 (năm 2005)
17
Trang 18>1,000 15.0 7.0 6.0 2.5 1.4 20.0
HỆ THỐNG/
Điện áp
Ứng dụng đặc biệt
Ứng dụng chung
Ứng dụng chuyên biệt
Trang 19-CHẾ TÀI
Tiêu chuẩn Việt Nam
nối vào hệ thống điện quốc gia
Quy định về méo dạng sóng điện áp tại điểm đấu nối
Không quy định về méo dạng sóng dòng điện
Kế thừa và được phép sử dụng tiêu chuẩn IEC ?
Chưa có chế tài xử phạt khi vi phạm tiêu chuẩn về ô nhiễm sóng hài dòng điện hoặc điện áp
19
Trang 20PHƯƠNG PHÁP THỤ ĐỘNG (1)
Lọc thụ động (Passif Filter)
Tạo trở kháng lớn (lọc nối tiếp)
Tạo “bẫy” (lọc song song)
20
Trang 21PHƯƠNG PHÁP THỤ ĐỘNG (2)
Sử dụng các phần tử cách ly
Nhóm các phụ tải phituyến với nhau
Dùng máy biến áp riêng
Dùng máy biến áp có
tổ đấu dây đặc biệt
21
Trang 22PHƯƠNG PHÁP TÍCH CỰC (1)
Nguyên lý hoạt động của lọc tích cực (Actif Filter)
22
Trang 23PHƯƠNG PHÁP TÍCH CỰC (2)
Nguyên lý hoạt động của lọc tích cực (Actif Filter)
23
Trang 24PHƯƠNG PHÁP TÍCH CỰC (3)
24
Trang 25PHƯƠNG PHÁP LAI
Kết hợp của cả hai phương pháp nêu trên mang lại hiệu quả tối ưu
25
Trang 26MÔ HÌNH HÓA
LÝ THUYẾT CÔNG SUẤT
MÔ HÌNH HÓA BẰNG PHẦN MỀM KẾT QUẢ
26
Trang 27LÝ THUYẾT CÔNG SUẤT (1)
Sự tồn tại của sóng hài làm nảy sinh nhu cầu định nghĩa lại khái niệm công suất
Fryze (1932)
Akagi, Kanazawa, Nabae (1983)
L S Czarnecki (1997)
Ra đời khái niệm công suất tức thời
p3Ø= vaia + vbib + vc ic = vαiα+vβiβ +v0i0 = p+p0
27
Trang 28LÝ THUYẾT CÔNG SUẤT (2)
Cấu trúc bộ lọc tích cực
Phép biến đổi Clark
28
Trang 29LÝ THUYẾT CÔNG SUẤT (3)
Phép tính công suất tức thời
p3Ø= vaia + vbib + vc ic = vαiα+vβiβ +v0i0 = p+p0
Phép tính dòng hài cần phải phát ra
29
Trang 30PHÉP TÍNH DÒNG ĐIỆN ĐẶT
30
Trang 31MÔ HÌNH BẰNG PHẦN MỀM
31
Trang 32KẾT QUẢ MÔ HÌNH HÓA (1)
Dạng sóng dòng điện nguồn sin hơn khi có sự tham gia của bộ lọc
Giá trị hiệu dụng giảm do có bù dòng tại chỗ
32
Trang 33KẾT QUẢ MÔ HÌNH HÓA (3)
THD giảm rất đáng kể (từ 26% về 6%)
33
Trang 34KẾT QUẢ MÔ HÌNH HÓA (2)
Công suất phản kháng được bù, nguồn gần như không phải truyền tải công suất phản kháng
Cos(φ) ≈ 1, tổn thất điện áp (điện năng) giảm
34
Trang 35KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
35
Trang 36KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
36
Trang 37Xin cảm ơn