6. Bố cục của luận án
2.2.1 Sóng hài trong hệ thống điện
Ngày nay, một mạng điện xem là có chất lượng tức khi đáp ứng đầy đủ các đặc tính sau [2]: Dạng sóng hình sin; Biên độ điện áp không đổi và ổn định; Tần số (50 Hz hoặc 60 Hz) không đổi và ổn định; Độ đối xứng của điện áp 3 pha.
Bên cạnh 2 giá trị về độ lệch điện áp và tần số nằm trong giải cho phép thì hệ thống điện cần phải qui định thêm tiêu chuẩn giới hạn về sóng hài nhằm đảm bảo cho chất lượng điện năng. Sóng hài được sinh ra do có sự tồn tại các phần tử phụ tải phi tuyến bơm trực tiếp dòng điện hài vào lưới điện. Các tải phi tuyến thông thường bao gồm lõi thép của máy biến áp, động cơ (đặc tính bão hoà của vật liệu sắt từ), các hệ truyền động điện, các dụng cụ bán dẫn công suất như điốt, thyristor của các bộ biến đổi, đèn điện tử, nguồn hàn...[129]. Ví dụ khi đóng cắt máy biến áp ở chế độ không tải, kháng bù ngang trên thanh cái đang có điện, đóng máy biến áp làm việc song song với máy biến áp đang vận hành hoặc máy biến áp làm việc ở chế độ quá kích thích (MBA mất tải đột ngột hoặc khi MF-MBA của nhà máy điện khởi động máy) sẽ làm xuất hiện thành phần sóng hài bậc 2, 3, 5…(xem hình 2.1a).
Hình 2.1a: Kết quả đo dòng sóng hài và khi đóng xung kích MBA T1 tại TBA
110kV Đông Hà
Hình 2.1b: Sơ đồ đấu nối dòng, áp 3 pha của Fluke 434
Thường thì sóng hài bậc 3 được triệt tiêu bằng cuộn dây đấu tam giác trong máy biến áp (cùng với đó là tổn thất điện năng), song các sóng hài bậc lẻ khác (bậc 5, 7...)
vẫn lan truyền theo đường dây, gây tổn thất điện năng, tác động xấu đến sự vận hành của các thiết bị, nhất là các động cơ ba pha... chưa kể các sóng hài bậc cao hơn có thể gây sóng điện từ lan truyền trong không gian, ảnh hưởng đến các thiết bị thu phát sóng rađiô, các thiết bị hiển thị sử dụng điện và đèn chiếu sáng có thể bị chập chờn, các thiết bị bảo vệ có thể ngắt điện, máy tính bị lỗi và thiết bị đo cho kết quả sai [44].
Hình 2.2a. Giá trị dòng điện Hình 2.2b. Giản đồ dạng sóng
Hình 2.2c. Giá trị đo sóng hài Hình 2.2d. Biểu đồ Graph
Để đo lường và đánh giá thông số sóng hài trong Hệ thống điện, các Công ty Điện lực, Công ty Thí nghiệm và Công ty Truyền tải thường sử dụng thiết bị đo đếm chất lượng điện năng Fluke 434. Giả sử để đo sóng hài tại Nhà máy Xi măng Bút Sơn - ngăn lộ 672 Nghiên liệu lò – TDD 13.3/13.1, ta tiến hành đấu nối sơ đồ mạch dòng điện, điện áp cho Fluke 434 như trên hình 2.1b [50]. Sau đó sử dụng các modun chức năng cho kết quả các thông số sóng như hình 2.2.
Nhận xét: Qua thực nghiệm trên, ta nhận thấy ngăn lộ 672 tại Nhà máy Xi măng Bút Sơn có thành phần sóng hài bậc 5 và 11 tương đối lớn. Sự có mặt của các thành phần này làm biến dạng sóng có thể nhìn thấy được và có thể lan truyền đến lưới 110kV. Tuy nhiên, vì tính chất ngắn hạn của nhiễu (đặc thù sản xuất theo mẻ
nhiên liệu) nên kết quả của việc đo bằng Fluke 434 cho thấy thực trạng nhiễu sóng hài ở mức báo động trung bình so với các tiêu chuẩn của Việt Nam và quốc tế.