Phân tích và giải quyết các vấn đề về chất lượng điện năng do sóng hài gây ra

Các giải pháp loại trừ sự cố hệ thống nguồn

Máy cắt có trang bị tự động đóng lại có loại 3 pha hoặc 1 pha, ngày nay người ta sử dụng máy cắt chân không hoặc SF6 thay cho máy cắt ít dầu thường dùng trước đây để giảm trọng lượng của thiết bị, cho phép dễ dàng lắp đặt trên cột đường dây phân phối, nâng cao độ an toàn và tin cậy của thiết bị.  Các dao cách ly tự động: Là loại dao cách ly được trang bị bộ truyền động có thể điều khiển từ xa tác động phối hợp với máy cắt có trang bị tự đóng lại để thực hiện việc tách và cách ly phần tử bị sự cố trong khoảng thời gian không điện trong chu trình tự đóng lại.

Nguyên nhân

Với những hệ thống đường dây truyền tải công suất lớn, khi máy cắt nhảy có thể gây mất ổn định hệ thống, nếu hệ thống tự động của các nhà máy làm việc không nhanh thì có thể gây nên sự cố rã lưới. Sóng sét còn có thể truyền từ đường dây vào trạm biến áp hoặc đánh thẳng vào trạm biến áp đều gây nên phóng điện trên cách điện trạm biến áp, điều này rất nguy hiểm vì nó tương đương với ngắn mạch trên thanh góp và dẫn đến sự cố trầm trọng. Mặt khác khi có sóng sét truyền vào trạm biến áp, nếu chống sét van đầu cực máy biến áp làm việc không hiệu quả thì cách điện của máy biến áp sẽ bị chọc thủng gây thiệt hại vô cùng lớn.

Mạch SiC trong thiết kế có khe hở cho phép một dòng điện lớn liên tục chạy qua, vì vậy tổn thất điện năng trong thiết kế có khe hở lớn hơn rất nhiều lần (khoảng 4-8 lần) so với thiết kế không khe hở.

Khái niệm chung về sóng hài .1 Khái niệm

Ngoài ra việc đưa khe hở phóng điện vào đã làm giảm số lượng các khối điện trở phi tuyến ZnO, do vậy khả năng hấp thụ năng lượng nhỏ hơn 50% so với chống sét có khe hở cùng cấp điện áp. Bên cạnh đó, có quá nhiều phần tử bên trong gây ra xác suất nhầm lẫn, thiếu chính xác trong lắp ráp cao hơn, đặc tính bảo vệ bị thay đổi trong các chế độ làm việc khác nhau. Với cấu trúc hoàn toàn không có khe hở, các chống sét không khe hở hiện nay hạn chế được tối đa khả năng nhiễm bẩn và không bị ảnh hưởng bởi tình trạng của ô nhiễm bên ngoài.

Tuy nhiên, nó không ứng dụng tốt trong quá trình đo điện áp trong một tụ điện bởi tụ chỉ liên quan với giá trị đỉnh của dạng sóng điện áp chứ không phải là giá trị nhiệt.

Các nguồn tạo sóng hài

Điện áp điều hoà thường có liên quan đến giá trị cơ bản của dạng sóng. Bởi sự biến đổi điện áp cơ bản thường chỉ vài phần trăm nên điện áp THD gần như là một số chính xác. Chính vì vậy, độ méo điện áp có thể tính toán đơn giản bằng cách xếp chồng dòng điện bởi điện kháng điều chỉnh cho tần số.

Đặc điểm của các tải thương mại phi tuyến sẽ được trình bày cụ thể dưới đây.

Nguồn sóng hài từ tải công nghiệp (Harmonics Sources from Industrial Loads)

Với bộ lọc 12 xung có thể giới hạn tới 90% các hoại hài bậc 5 và bậc 6 tuỳ thuộc vào tình trạng mất cân bằng của hệ thống. Bộ truyền động xoay chiều: Chỉnh lưu đầu ra là bộ biến đổi để tạo ra điện áp xoay chiều có tần số thay đổi được cho động cơ. Truyền động xoay chiều có thể là bộ biến đổi nguồn áp (Voltage source Inverters-VSI) hoặc bộ biến đổi nguồn dòng (Current source Inverters-CSI).

Độ méo dòng điều hoà của bộ truyền động có thể điều chỉnh tốc độ không là hằng số, dạng sóng thay đổi đáng kể theo các tốc độ và các giá trị momen lực khác nhau.

Ảnh hưởng của sóng hài

Các dòng này có thể tác động tới các thiết bị của hệ thống điện như: cáp, máy biến áp và các thiết bị cung cấp điện khác có thể bị quá tải, còn những phụ tải nhạy cảm có thể tác động nhầm hoặc bị hưu hại do điện áp nguồn điện bị biến dạng (máy tính, bộ truyền động tốc độ, các chấn lưu điện tử), gây ra nhiễu đường dây thông tin và lỗi trong hệ thống đồng hồ đo công suất. Do vậy các thành phần điều hoà tần số cao hơn sẽ quan trọng hơn các thành phần điều hoà tần số thấp hơn trong việc gây nên sự phát nóng trong máy biến áp. Theo tiêu chuẩn IEEE 519-1992 thường không phải giảm công suất động cơ khi độ méo điện áp yêu cầu giới hạn khoảng 5% THD và 3% cho các thành phần hài riêng.

Các thiết bị có đĩa cảm ứng như các điện kế và các rơ le quá dòng thông thường chỉ làm việc với tần số cơ bản, nhưng khi xảy ra sự méo điện áp do điều hoà thì các thiết bị này sẽ có sai số.

Nguyên tắc điều khiển sóng hài

 Sự xuất hiện của sóng hài, như sóng hài bậc 3 trong thiết bị nối đất trung tính, cũng làm ảnh hưởng đến sự vận hành của hệ thống điện.  Tạp âm trong các thiết bị điều khiển do các sóng hài gây nên cũng có thể dẫn đến điểm vận hành sai của các thiết bị điều khiển,.  Các nhà sản xuất máy tính thiết lập các hạn chế nghiêm ngặt về số sóng hài trong các điện áp cung cấp,.

Điều này có thể dẫn đến các thay đổi trên độ sáng và kích thước của hình ảnh trên màn hình,.