7. Kế hoạch thực hiện đề tài
4.2 Các kết quả mô phỏng
4.2.1 Đối với trường hợp tải cân bằng
Tải phi tuyến cân bằng được minh họa bởi mạch chỉnh lưu không điều khiển ở cả 3 pha như hình 4.1.b với các thơng số của tải được cho bởi bảng 4.1. Dịng điện tải có các thành phần hài bậc lẻ. Dạng sóng của tải phi tuyến được biểu diễn như ở hình 4.5.
45
a. Dòng điện tải cân bằng
b. Hài dòng điện tải ở mỗi pha Hình 4.5 Dạng sóng dịng điện tải
Dòng điện tải ở mỗi pha là iLa = iLb = iLc = 31,19 (A). Tổng độ méo dạng của sóng dịng tải là 45,42%.
Trong khoảng thời gian từ 0 đến 0,1 (s), HAPF chưa hoạt động thì dịng nguồn và dòng tải là như nhau, tổng độ méo dạng hài tổng là 45,42%. Điều này gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng điện năng của lưới điện. Do đặc tính của tải có tính cảm kháng nên có sự dịch pha giữa điện áp nguồn và dịng điên nguồn. Từ hình 4.6, ta có hệ số cơng suất của mạch trong trường hợp này cosφ = 0,902.
46
Hình 4.6 Dạng sóng điện áp nguồn, dịng điện nguồn và hệ số công suất
4.2.1.1 Trường hợp tải cân bằng và HAPF khơng có cuộn cảm Lcn ở dây trung tính
Điện áp DC trên các tụ C1 và C2 của bộ nghịch lưu là Vdc1_NL = Vdc2_NL = 600(V). Điện áp bus dc-link Vdc_NL = 1200(V) như hình 4.7.
47
Hình 4.7 Điện áp DC-Link của bộ nghịch lưu trong trường hợp HAPF khơng có cuộn cảm Lcn ở dây trung tính
Khi có dịng điện hài do HAPF sinh ra được bù vào hệ thống như hình 4.8 thì tổng hệ số méo dạng của dòng nguồn THD(isa_NL) = 4,64% < 5% (đạt yêu cầu về chất lượng điện năng).
48
b. Giá trị dịng điện bù ica_NL ở pha a
Hình 4.8 Dịng điện hài được HAPF bù vào hệ thống
a. Dạng sóng dịng điện nguồn ở pha a (isa_NL)
49
Hình 4.9 Dạng sóng dịng điện nguồn pha a (isa_NL) trong trường hợp tải cân bằng và HAPF khơng có cuộn cảm Lcn ở dây trung tính
Cơng suất của bộ nghịch lưu trong trường hợp tải cân bằng và HAPF khơng có cuộn cảm Lcn ở dây trung tính được tính như sau:
1_ in _ _ 1200 S 3 3 8, 64 21.990,528 ( ) 21,99 ( ) 2 2 dc NL v NL ca NL V I VA KVA
4.1.1.2 Trường hợp tải cân bằng và HAPF có cuộn cảm Lcn ở dây trung tính
Giảm điện áp DC trên các tụ C1 và C2 của bộ nghịch lưu xuống còn Vdc1_L = Vdc2_L = 450(V). Điện áp bus dc-link Vdc_L = 900(V) như hình 4.10.
Hình 4.10 Điện áp DC-Link của bộ nghịch lưu trong trường hợp HAPF có cuộn cảm Lcn ở dây trung tính
50
Khi có cuộn cảm Lcn ở dây trung tính của HAPF, điện áp dc-link của bộ nghịch lưu có thể giảm từ 1200(V) xuống còn 900(V) nhưng dòng điện hài do HAPF sinh ra được bù vào hệ thống như hình 4.11a vẫn đảm bảo giúp giảm độ méo dạng của dòng nguồn. Tổng hệ số méo dạng của dòng nguồn ở các pha đều nhỏ hơn 5% như hình 4.12b, 4.12c, 4.12d (THD(isa-L-B) = 3,20%; THD(isb-L-B) = 3,24%; THD(isc-L-B) = 3,25%) đạt yêu cầu về chất lượng điện năng.
a. Dạng sóng dịng điện bù ở 3 pha
b. Trị hiệu dụng ica-L c. Trị hiệu dụng icb-L d. Trị hiệu dụng icc-L Hình 4.11 Dạng sóng và trị số hiệu dụng của các dòng điện hài 3 pha được HAPF
bù vào hệ thống trong trường hợp tải khơng cân bằng và HAPF có cuộn cảm Lcn Qua phân tích dạng sóng của dòng điện hài 3 pha được HAPF bù vào hệ thống cho thấy giá trị dịng điện hài được bù vào hệ thống có giá trị hiệu dụng ở từng pha lần lượt là Ica-L-B = 8,67 (A), Icb-L-B = 8,58 (A), Icc-L-B = 8,56 (A).
51
a. Dạng sóng dịng điện nguồn 3 pha
b. Phổ tần số của dòng điện nguồn pha a (isa-L-B)
52
d. Phổ tần số của dịng điện nguồn pha c (isc-L-B)
Hình 4.12 Dạng sóng và phổ tần số dịng điện nguồn 3 pha trong trường hợp tải cân bằng và HAPF có cuộn cảm Lcn ở dây trung tính
Như vậy, khi có cuộn cảm Lcn ở dây trung tính của HAPF thì điện áp dc-link của bộ nghịch lưu được giảm xuống đáng kể (có thể điều chỉnh giảm từ 1200(V) xuống cịn 900(V)). Do đó cơng suất của bộ nghịch lưu cũng sẽ giảm đáng kể khi điện áp dc- link giảm. Công suất của bộ nghịch lưu trong trường hợp này là:
1_ in _ _ 900 S 3 3 8, 6 16.416,54 ( ) 16, 42 ( ) 2 2 dc L v L ca L V I VA KVA
Như vậy, với tải cân bằng khi có cuộn cảm Lcn ở dây trung tính của HAPF thì điện áp dc-link có thể giảm xuống (giảm từ 1200(V) xuống cịn 900(V)) làm cho cơng suất của bộ nghịch lưu giảm xuống so với trường hợp khơng có cuộn cảm Lcn (giảm từ 21,991(KVA) xuống cịn 16,417(KVA)) nhưng vẫn đảm bảo tốt việc lọc hài và bù công suất phản kháng.
53