TÌM HIỂU SỰ CỐ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG H Whatnhớ Ghi to Remember Voltage Điện áp Fluctuation chớp nháy G Nhận biết xác định nguyên nhân tác hại cố chất lượng điện F E D C ? B Chất lượng Power quality điện A Lệch pha Voltage Unbalance Frequency Thay đổi tần Variations số Long Sự cốDuration dài hạn Variations Short Sự cố Duration ngắn hạnVariations Harmonic Sóng hài Distortion Sóng lan truyền Transients Expert: Jeremi JERMAKOWICZ Pédagogy: C.CAYLA Translared: by Le Quang Duc Discover disturbances– Discover disturbances– 2006/04 2006/03 1 - Chất lượng điện gì? Chất lượng điện IEC 61000-4-30 “Tính chất lượng điện Tại điểm hệ thống điện Được đánh giá theo số giá trị kỹ thuật chuẩn Ví dụ: chất lượng điện áp Nhiễu loạn Các khác biệt so với điện áp lý tưởng Hiện tượng cố thiết bị Discover disturbances– 2006/04 - Tín hiệu điện cần tuân thủ Theo: – Tiêu chuẩn – Quy định – Hướng dẫn vận hành Để ngăn ngừa cố EN50160 ITIC ( I EE E IEC 6100 0-4-30 NFC 14 100 T) M E B C TCVN 1159 615 0 IEC 98 NEMA MG-1-19 Discover disturbances– 2006/04 - Ví dụ tiêu chuẩn SEMI F47-0200 : nhà sản xuất linh kiện bán dẫn Điẹn áp định mức Phần trăm thiết bị Thời gian sụt áp (giây) Area included in specification 0,05 to second Discover disturbances– 2006/04 A/ SÓNG LAN TRUYỀN H What to Remember Voltage Fluctuation G F E D C ? B Power quality A Voltage Unbalance Frequency Variations Long Duration Variations Short Duration Variations Harmonic Distortion Transients Discover disturbances– 2006/03 - Sóng lan truyền gì? Sự thay đổi đột ngột tần số không mang lượng lớn – Điện áp Hoặc – Dòng điện Quá trình độ Thời gian ngắn: 10-9 0.001 seconds Trong mạch điện, liệu mạch truyền thông IEEE 1159 Một số loại – Dạng Impulsive xung – Dạng Oscillatory giao động – Dạng tình cờ Discover disturbances– 2006/04 - Hai loại sóng lan truyền theo cực tính Sóng lan truyền dạng xung Dạng dao động Một chiều Chiều dương & âm Thời gian tăng trưởng nhanh Tần số rât cao Nguồn xung Dung kháng Cảm kháng v.d đóng ngắt tụ bù Đánh hỏng thiết bị điện tử Discover disturbances– 2006/04 - Đặc tính sóng lan truyền Dạng xung Dạng dao động Hz Hz 7000 Peak magnitude [V] Peak magnitude 4400 Damping factor 1800 Duration -800 Rise time Frequency -3400 Duration ms -6000 (file Dell.pl4; x-var t) v:1 10 Hệ số tắt dần= Hệ số tắt dần bé 15 = 20 25 30 35 [ms] 40 ms load impedence source impedence Thời gian dài Hại nhiều = thông số quan trọng cho tính lan truyền Năng lượng sóng lan truyền quan trọng để xác định tác hại Discover disturbances– 2006/04 - Ví dụ sóng lan truyền Hàng trăm đến nghìn V/m Discover disturbances– 2006/04 - Lan truyền sóng sét đánh Truyền theo dây dẫn không bảo vệ Voltage Potential Ohm's law V= I x Z = 10 000 x 500 = 000 000 Volts! Discover disturbances– 2006/04 10 - Tăng nhiệt độ dây quấn % nhiệt độ tăng dây quấn = x ( % Lệch pha) = x ( 2.987 ) = x 8.92216 = 17.84 % % Điện áp lệch pha % Nhiệt độ tăng 2% 8% nóng 3% 18% nóng 4% 32% nóng 5% 50% nóng Nhiệt độ tăng theo hàm mũ so với độ lệch pha! Discover disturbances– 2006/04 52 - IEC Tỷ lệ điện áp chiều nghịch so với chiều thuận IEC 61000-4-30 Hệ số lệch pha = VV+ Điện áp nghịch Điện áp thuận Discover disturbances– 2006/04 53 - Sơ đồ pha Lệch ít(12%) Ngược chiều đh Counterclockwise Clockwise Điện áp Tổng pha Thứ tự thuận Thứ tự nghịch Large Unbalance (x 3) Dòng điện Unacceptable Tổng pha Thứ tự thuận Thứ tự nghịch Discover disturbances– 2006/04 54 - Nguyên nhân lệch pha Tụ bù có vấn đề Máy biến áp – Ngắn mạch vài vòng dây – Hở mạch tam giác Thao tác cân tải Lệch cable độ lớn chiều dài Tải pha Discover disturbances– 2006/04 55 - Tải pha Utility Feeder Cháy cầu chì Lệch pha Nóng cháy máy Sự cố pha Biến áp Y-Y Các motor thông thường không bảo vệ Discover disturbances– 2006/04 56 - Hậu sóng hài Thứ tự pha sóng hài + fundamental = 50 or 60 Hz Thông thường - Chiều thuận - x = 100 or 120 Hz Lệch pha x3=… Lệch pha hệ dây + x4= 5th - x5= x6= 1st 2nd 3rd 4th 6th etc … - Chiều nghịch - Dây trung tính etc A + C B Discover disturbances– 2006/04 57 G/ Điện áp chớp nháy H What to Remember Voltage Fluctuations Fluctuation G F E D C ? B Power quality A Voltage Unbalance Frequency Variations Long Duration Variations Short Duration Variations Harmonic Distortion Transients Discover disturbances– 2006/03 58 - Điện áp chớp nháy – Voltage Fluctuation DERIVED>A_VOLTS-VOLTS(06-28-94)(14:10:28) Giá trị biên độ điện áp thay đổi theo chu kỳ 200 150 Ít 10% 100 Voltage (V) 50 (Thay đổi – Variation): 1s < Δt < 1min -50 Chớp nháy - Fluctuations: -100 1ms < Δt < 1s -150 -200 50 100 Time (mS) 150 200 Hiên tượng không quy luật xảy nhanh Discover disturbances– 2006/04 59 - Chớp nháy đèn IEC 61000-4-30 “ Cảm giác ánh sáng không ổn định nhận biết mắt nhìn, nguồn sáng có cường độ phổ thay đổi theo thời gian” Điện áp thay đổi nhanh với giá trị lớn Cảm giác thấy đến khó chịu Trong khoảng ± 5% điện áp định mức Đèn điện trở nhạy với Flicker Discover disturbances– 2006/04 60 - Tính chất flicker IEC 61000-4-15 Flicker ngắn = P st – Tp = 10 – Conventional annoyance threshold: P st = Flicker dài = P lt – Tp = h – 12 successive values of Pst – Conventional annoyance threshold: P lt = 0.8 Discover disturbances– 2006/04 61 - Nguyên nhân điện áp chớp nháy Hồ quang lò luyện kim: dòng điện tải thay đổi thất thường Máy hàn điện: hoạt động ngắn hạn, sụt áp Động khởi động lặp lại: thang máy, bơm, máy nén Quá trình nung nhiệt Bên ngoài: Diesel Generators: nguồn nhiên liệu cấp không Flicker gây nhiều vấn đề châu Âu khu công nghiệp cấp chung đường dây với khu dân cư Discover disturbances– 2006/04 62 Hậu điện áp chớp nháy Tần số 6-8 Hertz: Thấy mắt thường Đau đầu, stress, khó chịu Rất ảnh hưởng đến sức khỏe, số bệnh (động kinh) Các loại thiết bị nhạy cảm với điện áp hoạt động sai Discover disturbances– 2006/04 63 H/ NHỮNG ĐiỀU CẦN GHI NHỚ H What to Remember Voltage Fluctuation G F E D C ? B Power quality A Voltage Unbalance Frequency Variations Long Duration Variations Short Duration Variations Harmonic Distortion Transients Discover disturbances– 2006/03 64 - what to remember Sự cố Sóng lan truyền Dạng xung Dao động SÓNG HÀI NGẮN Mô tả < MILLISECOND chiều Tác hại Các hỏng hóc đường truyền dẫn Tổn hại thiết bị truyền thông, điện tử Tải phi tuyến Thiết bị hoạt động sai Lão hoá, cháy ĐƯỜNG truyền tải, phân phối điện, Ngưng trình sản xuất thiết bị bảo vệ nhảy, không hoạt động Dây quán máy bến áp không đúng, Bộ điều chỉnh điện áp làm việc sai Trip không đúng, giảm tuổi thọ thiết bị động tải chiều Biến dạng điện áp < PHÚT = 110 % Giá trị định mức R I MINUTE T DÀI = 110 % Giá trị định mức Quá áp N [...]... disturbances– 2006/04 20 - Biến dạng điện áp Nguồn điện áp Dòng hài qua tải Trở khác của thiết bị truyền dẫn Điện áp biến dạng ít Biến dạng điện áp Cảm kháng Nguồn điện áp Hình sin Điện áp biến dạng nhiều Tải phi tuyến Dòng hài PM700 Discover disturbances– 2006/04 21 - Tiêu chuẩn EN50160 Các giá trị giới hạn mà khách hàng mua điện phải tuân thủ LV and MV Điện áp Dòng điện THDi THDu Cao CAO 50% Chú ý... Thường đi với các sự cố hệ thống Tác hại lớn hơn sụt áp Sự cố chạm đất Phá cách điện – 1 oha – or temporary voltage rise on the fault-free phases Quá tải đèn phóng điện Dễ cháy hỏng thiết bị Giảm tải v = L x di dt Inductance of the line Rate of change in current Đóng cứt các tủ bù Discover disturbances– 2006/04 34 - Độ nhạy ITIC: Information Technology Industry Council 140% Sự cố quá áp điển... Đóng cắt các thiết bị điện – Đóng cắt tụ điện – Đóng cắt tải dung kháng – Đóng cắt điện cho đường dây – Đóng cắt máy biến áp – Ngắt dòng điện (motors, etc.) – Các thiết bị ĐTCS (SCRs, etc.) – Xả các thiết bị tĩnh điện – Hoạt động của các cầu chì – Hàn hồ quang – Đấu dây sai – Đóng cắt các tiết điểm – Khởi động hoặc ngắt thiết bị Discover disturbances– 2006/04 11 - Đóng cắt tụ bù của điện lực Utility Source... Capacitor switch on end of transient Discover disturbances– 2006/04 12 - Tác hại của sóng lan truyền Năng lượng không lớn, nhưng điện áp thay đ ổi r ất nhanh Làm hỏng – Dữ liệu, điện thoại, các thiết bị truyền thông – Các bộ nguồn AC Tác hại – Sập hệ thống truyền thông và điều khiển – Mất dữ liệu Làm giảm chất lượng – Gây ra các hư hại nhỏ trên bề mặt Discover disturbances– 2006/04 13 B/ SÓNG HÀI H What... Hỏng tụ điện Discover disturbances– 2006/04 25 C/ Sự cố ngắn hạn H What to Remember Voltage Fluctuation G F E D C ? B Power quality A Voltage Unbalance Frequency Variations Long Duration Variations Short Duration Variations Harmonic Distortion Transients Discover disturbances– 2006/03 26 - Ngắn hạn vs Dài hạn IEEE Std 1159-1995 Recommended Practice on Monitoring Electric Power Quality Sự dao động điện. .. Monitoring Electric Power Quality Sự dao động điện áp, giá trị hiệu dụng : Ngắn hạn ½ cycle 0 to Dài hạn 1 minute Time Discover disturbances– 2006/04 27 - 3 loại sự cố ngắn hạn Các loại sự cố phổ biến nhất Sụt áp (sag) Quá áp (Swell) Ngắt điện ngắn IEEE Std 1159-1995 Recommended Practice on Monitoring Electric Power Quality Categories Typical Duration Typical Magnitude 2.1.1 Sag 0.5-30 cycles 0.1-0.9... chỉnh lưu Đồ gia dụng: TV, Máy tính Dịch vụ: IT, biến tần, đèn phóng điện Công nghiệp: IT, biến tần, đèn phóng điện, hàn điện Discover disturbances– 2006/04 23 - Các thông số đặc trưng © copyright IEEE 1996 Loại tải Biến dạng dòng điện Dạng sóng phổn biến Hệ số đánh giá 1.0 80% (bậc 3rd)cao 0.5 C u r re n t Bộ điều khiển điện áp một pha 0.0 -0.5 2.5 -1.0 0 10 20 30 40 Time (mS) 1.0 C u rre n t... 100% “Safe” region ITIC vùng chấp nhận Biên độ 80% 60% Vùng thấp áp 40% Sự cố sụt áp điển hình 20% 0% 0.001 0.01 0.1 1 10 Thời gian của sự cố, seconds 100 1000 Discover disturbances– 2006/04 35 - Mất nguồn ngắn hạn IEEE Std 1159 Recommended Practice on Monitoring Electric Power Quality 1 s momentary interruption < 10% (24 rms) Mất điện hoàn toàn (< 0.1 pu) Trên một hoặc nhiều pha Ngắn hơn 1 phút... Distortion Transients Discover disturbances– 2006/03 14 - Sóng hài là gì? Hiện tượng dạng sóng điện (áp, dòng) xoay chiều thay đổi có nhiều tần số cao Dòng điện Hình Sin Dòng điện biến dạng Tải tuyến tính Tải phi tuyến Discover disturbances– 2006/04 15 - Hình dạng sóng hài Tần số cơ sở 50 Hz Dạng sóng dòng điện tải phi tuyến IEC 61000-4-30 Sóng hài = Tần số là bội số của tần số cơ bản H3 = 3 x H1 =... Bộ điều chỉnh điện áp AC C u r re n t 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 0 10 20 30 40 Ti me (mS) Đèn phóng điện C u rre n t 1.000 0.500 0.000 -0.500 -1.000 0.0 10.0 20.0 30 0 40.0 Time ( mS) Discover disturbances– 2006/04 24 - Ảnh hưởng của sóng hài Hậu quả Tăng nhiệt của máy cắt và cable Nóng máy, hoả hoạn… Ngắt các CB Ngưng trễ sản xuất Máy rung và kêu Chóng mòn, hỏng thiết bị Nhiễu điện từ đến điện thoại, máy