cộng hƣởng đơn
Việc tớnh toỏn tham số bộ lọc thụ động kiểu cộng hƣởng đơn bao gồm nhiều bƣớc [3]. Cỏc số liệu cần thu thập bao gồm điện ỏp định mức của mạng điện, tần số hài cần loại trừ, bộ lọc đặt trong nhà hay ngoài trời, số liệu tổng trở của hệ thống và cỏc phần tử lõn cận. Cụng suất của tải, hệ số cụng suất, số liệu đo đạc về súng hài tại địa điểm cần lắp đặt bộ lọc.
Về cơ bản, cỏc bƣớc chớnh khi thiết kế bộ lọc thụ động kiểu cộng hƣởng đơn nhƣ sau:
1. Bước 1: Lựa chọn loại súng hài cần loại trừ.
2. Bước 2: Tớnh toỏn lƣợng cụng suất phản khỏng bộ lọc cần phỏt ra để cải thiện hệ số cụng suất đến mức yờu cầu.
Giỏ trị bự đến bao nhiờu tựy thuộc yờu cầu của điện lực. Giỏ trị cụng suất phản khỏng bự đƣợc này luụn nhỏ hơn giỏ trị cụng suất ghi trờn bộ lọc do hiệu ứng bự triệt tiờu giữa bộ tụ và khỏng.
Từ lƣợng CSPK yờu cầu này sẽ tớnh toỏn ra đƣợc trị số của bộ tụ.
1 1
1 2
tan cos tan cos
C yeucau
Q P PF PF PT3.3.1
Trong đú: QC yeu cau là lƣợng CSPK yờu cầu tại tần số cơ bản P: cụng suất tỏc dụng của phụ tải
PF1& PF2: hệ số cụng suất yờu cầu và hệ số cụng suất thực của phụ tải
Giỏ trị dung khỏng của bộ lọc (bao gồm cả khỏng và tụ) tớnh theo:
2 dayhethong boloc C yeucau V X Q PT3.3.2
3. Bước 3: Lựa chọn tần số cộng hƣởng của bộ lọc và tớnh toỏn giỏ trị điện khỏng cũng nhƣ điện trở của bộ lọc.
Dựa theo số liệu đo đạc về súng hài, sơ bộ lựa chọn tần số cộng hƣởng của bộ lọc. Mục đớch của bộ lọc là để giảm độ mộo súng của dũng điện và điện ỏp đến ngƣỡng cho phộp theo qui định. Để đạt đƣợc yờu cầu này thƣờng bộ lọc đƣợc chọn để cộng hƣởng với tần số hài thấp nhất của dũng điện hài lớn nhất. Vớ dụ biờn độ dũng điện hài thƣờng là lớn nhất đối với súng hài bậc 5 và bậc 7.
Trong nhiều trƣờng hợp một bộ lọc cộng hƣởng bậc 5 là cú thể đó đủ để giảm mức độ mộo súng tới ngƣỡng qui định.
Giả thiết cần loại trừ súng hài bậc h tại tần số hài bậc thỡ điện khỏng của h
Ch 1 C Lh L X X h X h X * * Suy ra 2 C L X h X hay C L X h X Tại tần số cơ bản: 2C boloc C L C X X X X X h Suy ra: 2 2 1 C boloc h X X h PT3.3.3
Giỏ trị XCđó biết tớnh ra giỏ trị điện khỏng tại tần số cơ bản tớnh theo
2C
L
X X
h PT3.3.4
Hệ số chất lƣợng Q của bộ lọc cú thể chọn tới 100 là thụng số đó biết.Từ
định nghĩa của Lh Ch
L
X X
C Q
R R R tớnh ra đƣợc giỏ trị cần thiết của điện trở R.
L C R
Q PT3.3.5
4. Bước 4: Lựa chọn tham số cỏc bộ tụ và khỏng theo chuẩn chế tạo trờn thị trƣờng. Sau đú kiểm tra lại để đảm bảo rằng cỏc phần tử tụ vận hành trong giới hạn cho phộp theo tiờu chuẩn Std IEEE 18.
5. Bước 5: Kiểm tra cỏc thụng số của bộ tụ cú nằm trong giới hạn cho phộp của
tiờu chuẩn IEEE-18 (2002).
Bộ tụ là phần tử nhạy cảm với điện ỏp, thƣờng điện ỏp đặt lờn bộ tụ trong bộ lọc cộng hƣởng đơn sẽ cao hơn so với khi hoạt động trong mụi trƣờng khụng cú súng hài. Súng hài điện ỏp cú thể làm tăng điện ỏp đỉnh hoặc tăng giỏ trị hiệu dụng của điện ỏp, do vậy bộ tụ phải chịu đƣợc điện ỏp này và ngƣời thiết kết phải đảm bảo điện này khụng vƣợt quỏ ngƣỡng qui định.
Dũng điện hiệu dụng bao gồm cả thành phần súng hài chạy qua bộ tụ khụng vƣợt quỏ 180% dũng điện định mức: 2 2 2 2 1 3 5 ... rms n I I I I I PT3.3.6
Điện ỏp hiệu dụng bao gồm cả thành phần súng hài đặt lờn bộ tụ khụng vƣợt
quỏ 110% điện ỏp định mức: 2 2 2 1 1 3 3 ( ) ( ) ... ( ) rms C C n Cn V I X I X I X PT3.3.7 Trong đú:
I1, I3, I5..In: là giỏ trị hiệu dụng của cỏc thành phần dũng điện bậc cơ bản và súng hài chạy qua bộ tụ;
XC1; XC3...XCn: là dung khỏng của bộ tụ tại tần số hài tƣơng ứng.
Mức độ mang tải (kVAR) của bộ tụ khụng vƣợt quỏ 135% giỏ trị định mức
ghi trờn nhón bộ tụ:
2 2 2
1 3 3 ...
CkVAR n
Q V C V C V n C PT3.3.8
Điện ỏp đỉnh đặt (Vpeak) lờn bộ tụ khụng vƣợt quỏ 120% điện ỏp đỉnh định mức:
1 1 3 3
2( ... )
peak n n
V I X I X I X PT3.3.9
Với cỏc bộ khỏng điện cần kiểm tra khả năng chịu đựng dũng ngắn mạch với thời gian cho phộp. Thời gian tồn tại ngắn mạch tựy thuộc vào hệ thống bảo vệ rơle đƣợc sử dụng.
6. Bước 6: Quỏ trỡnh lựa chọn bộ tụ, bộ khỏng, tớnh toỏn kiểm nghiệm lại cú thể
phải lặp lại nhiều lần tới khi đạt mức độ giảm súng hài mong muốn và thụng số cỏc phần tử thoả món yờu cầu kỹ thuật.
CHƢƠNG KIỂM NGHIỆM SỰ LÀM VIỆC CỦA BỘ LỌC 4
CỘNG HƢỞNG ĐƠN