lọc tích cực song song
2.1. Giảm lợng sóng hài do tải phát ra
Rất khó có thể loại bỏ các tải phát ra sóng hài mà thay vào đó ta có thể sử dụng chúng nh sau: máy biến áp quá kích từ có thể đặt lại chế độ hoạt động bình thờng bằng cách hạ điện áp đặt vào đến điện áp định mức, các thiết bị hồ quang và hầu hết các bộ nghịch lu nên đợc thiết lập hoạt động theo nh đặc tính thiết kế của chúng.
2.1.1. Cách ly phụ tải
Cách ly phụ tải hoặc nhóm phụ tải gây sóng hài bằng cách nhóm các phụ tải phi tuyến với nhau nh hình 2.1
Hình 2.1 Cách ly phụ tải gây ô nhiễm sóng hài Source AC Sensitive Line impedances Non-linear Load 2 Non-linear Load 1 No Yes
2.1.2. Dùng biến áp riêng
Dùng biến áp riêng cho phụ tải có đặc tính phi tuyến và phụ tải có đặc tính tuyến tính.
Hình 2.2 Dùng biến áp riêng
2.1.3 Dùng các máy biến áp có đấu dây đặc biệt
Dùng các máy biến áp có đấu dây đặc biệt đấu Y/∆, đấu Zig- zag...
Hình 2.3 Dùng cách đấu dây đặc biệt
2.2. Thực hiện lắp các bộ lọc sóng hài
Các bộ lọc thụ động song song tạo ra hiện tợng ngắn mạch đối với các dòng sóng hài. Đây là một phơng pháp phổ biến vì tính kinh tế cũng nhu khả
Linear Load 2 Non-linear Load 1 MV network
năng nâng cao hệ số công suất cho mạng. Các bộ lọc mắc nối tiếp với hệ thống có trở kháng rất lớn với các thành phần sóng hài nên chúng bị giữ lại. Tuy nhiên bộ này ít đợc sử dụng vì điện áp trên tải bị sai lệch nhiều.
2.2.1. Bộ lọc thụ động
2.2.1.1 Bộ lọc sóng hài điều hởng đơn
Hình 2.4 Bộ lọc sóng hài điều hởng đơn
Bộ lọc sóng hài điều hởng đơn để lọc những tần số đặc biệt. Mạch cộng hởng nối tiếp tạo ra trở kháng thấp cho các sóng hài dòng điện và giữ lại bất kì sóng hài dòng điện nào tại tần số điều khiển đó. Đây là một bộ lọc sóng hài đơn giản nhất.
Khi xảy ra sự tác động giữa bộ lọc và trở kháng của nguồn nguồn (LS) thì sẽ xảy ra sự cộng hởng song song tại giá trị trở kháng đỉnh. Cộng hởng song song xảy ra tại tần số sau:
(2.1)
Chú ý rằng tần số này có thể thay đổi khi bất kì thành phần nào của bộ lọc L hoặc C hay của nguồn LS thay đổi. Chẳng hạn việc ngắt hay đóng máy biến áp ở trạm làm thay đổi trạng thái của nguồn. Việc thêm vào tụ bù trên đờng dây tại nơi lắp đặt bộ lọc cũng gây nên tác động này.
Một vấn đề có thể phát sinh nữa là: Nếu bộ lọc đợc điều chỉnh tại một tần số nào đó nhng sau đó điểm cộng hởng nối tiếp lại dịch chuyển đến điểm có tần số lớn. Chẳng hạn do sự già hoá của tụ mà điện dung của tụ bị giảm thì điểm cộng hởng song song sẽ thẳng hàng với tần số sóng hài của tải làm sự khuyếch
12 ( ) 2 ( ) par res S f L L C π − = +
đại điện áp trở nên rất xấu vì nó tạo sự ứng suất trên cáp hoặc trên các cuộn dây của động cơ.
Nếu coi trở kháng của nguồn là cố định thì dễ dàng điều chỉnh tần số bộ lọc thấp hơn giá trị tần số mong muốn một chút khoảng từ 3 đến 5%. Điều này sẽ giúp bộ lọc vẫn tạo ra trở kháng thấp nếu tần số điều hởng dịch chuyển lên giá trị cao hơn một chút. Ngoài ra ta có thể sử dụng mạch phát hiện không cân bằng để bảo vệ bộ tụ cũng nh đảm bảo bộ lọc hoạt động đúng yêu cầu.
2.2.1.2. Bộ lọc cao tần
Bộ lọc này giảm trở kháng của hệ thống tại các sóng hài bậc cao. Nó có hiệu quả hơn khi dùng nó để giảm các loại sóng hài trên toàn bộ phổ tần số. Tuy bộ lọc này không lọc đợc tần số điều hởng nhng nó có thể điều chỉnh đợc tần số sóng hài trên một khoảng rộng. Nh chúng ta quan sát thì bộ lọc này làm giảm trở kháng ở những sóng hài bậc cao. ở tần số cơ bản điện trở tiêu hao một lợng năng lợng đáng kể.
Hình 2.5 Sơ đồ bộ lọc cao tần
2.2.1.3. Bộ lọc phối hợp (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đôi khi trong hệ thống cũng có một vài tần số sóng hài nổi bật. Nếu để điều chỉnh các tần số nh bậc 5, bậc 7 thì sẽ sử dụng bộ lọc điều hởng tần số đơn. Nhng với những tần số sóng hài bậc 11 và cao hơn nữa thì chúng ta sẽ sử dụng bộ lọc cao tần. Hình 2.6 sau là một ví dụ về việc phối hợp các bộ lọc.
Trong đó, L1 và C1 để kiểm soát sóng hài ở một tần số đặc biệt nào đó. Còn L2 và C2 có tác dụng với sóng hài ở tần số khác. L3, R và C3 tạo thành
một bộ lọc cao tần để lọc sóng hài trên một dải tần số.
Hình 2.6 Sơ đồ bộ lọc phối hợp
Sau đây là hình ảnh về đặc tính tần số-điện áp của một hệ thống điện khi có tụ bù nhng không lắp bộ lọc và khi có cả tụ bù lẫn bộ lọc
Hình 2.7 Khi cha có bộ lọc
Hình 2.8 Khi có bộ lọc tách đông Trong đó:
- Đờng thẳng là đặc tính của hệ thống khi không có tụ bù.
- Đờng cong là đặc tính của hệ thống khi có tụ bù nhng không lắp bộ lọc xảy ra hiện tợng khuyếch đại điện áp tại tần số 13f.
Có nhiều phơng pháp khử và hạn chế các sóng hài nh dùng bộ lọc thụ động ( Pasive filter ), sử dụng máy biến thế đấu Y/,…Nhng phơng pháp sử dụng bộ lọc tích cực là phơng pháp hiện đại và đang đợc áp dụng nhiều nhất trong lĩnh vực khử sóng hài. Nguyên lí hoạt động của các bộ lọc tích cực là khả năng chủ động phát ra các thành phần bù cùng độ lớn nhng nguợc pha với sóng hài.
2.2.2.1. Phân loại theo bộ biến đổi công suất
Căn cứ vào cấu hình của bộ biến đổi công suất đợc sử dụng trong bộ lọc, ta có 2 loại bộ lọc tích cực : VSI - bộ biến đổi nguồn áp và CSI- bộ biến đổi nguồn dòng điện.