Sóng hài:nguyên nhân, tác hại, khắc phục và giải pháp nâng cao chất lượng điện lưới

**vanthong0509** · 16-04-2010, 16:10

Theo em biết sóng hài được sinh ra từ các thiết bị vô tuyến nói chung là có hại vậy mấy anh có thể giải thích cho em biết sóng hài bậc lẻ là như thế nào không ạ. Em xin cám ơn

--------------------------------------------------------------------------------
Xem bài viết cùng chuyên mục:

**MA SAT KY NHAN** · 16-04-2010, 17:26

theo mình bất cứ dạng sóng tuần hoàn nào đều phân tích được dưới dạng chuỗi fourier thành tổng của 1 thành phần không đổi và tổng các thành phần điều hòa dạng sin và cos có omega gấp n lần omega ở sóng điều hòa bạn định phân tích ,n này chính là là số bậc của sóng hài.Vậy bây giờ vấn đề là tại sao lúc phân tích chuỗi lại chỉ sinh ra sóng hài bậc chẵn hoặc bậc lẻ hoặc lắm lúc sinh ra cả hai dạng chẵn lẻ .Theo mình nó liên quan tới vấn đề toán học bạn có thể tham khảo định lý ĐIRICHLE (điều kiện đủ để 1 hàm có thể khai triển thành chuỗi fuarie).Đại khái là như thế này nếu f(x) tuần hoàn với chu kỳ 2l bất kỳ đơn điệu từng khúc và bị chặn trên [-l;l] thì có thể khai triển được thành chuỗi fuarie như trên , các hàm sin và cos có tần số góc là N*pi*x/l .Bạn hãy thử đối chiếu với dạng sóng bạn định phân tích xem

**nn86** · 08-05-2010, 22:21

Kính xin mọi người giúp cho tài liệu về sóng hài, tổng quan, các nguồn gây ra sóng hài, ảnh hưởng của sóng hài đến chất lượng điện cũng như cách khắc phục. Rất trân trọng cám ơn mọi sự chỉ giáo.

**Relay** · 08-07-2010, 00:08

Có ai biết về sóng hài , nguyên nhân & ảnh hưởng của sóng hài trong hệ thống điện ... cách khắc phục .. Cảm ơn

**vinhphong229** · 08-07-2010, 00:52

Ta biết rằng theo lý thuyết các nguồn tác động (là những tín hiệu được đưa đến mạch) tồn tại trên lưới điện là các hàm điều hòa. Thực tế các nguồn tác động này trong hệ thống điện không phải lúc nào cũng là hàm điều hòa, mà nó có thể có hình dạng bất kỳ, bao gồm nhiều thành phần tần số trong đó có các thành phần tần số nào đó (họa tần) khác với thành phần tần số cơ bản mà ta mong muốn sẽ ảnh hưởng nhất định cho sự hoạt động của mạch và các phần tử trong hệ thống điện. Khi đó các đáp ứng trong mạch cũng sẽ là các quá trình nhiều tần số.
. CÁC NGUỒN GÂY SÓNG HÀI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN:
Trong những năm gần đây, các thiết bị điện tử ( như bộ điều chỉnh tốc độ động cơ, các bộ chỉnh lưu điều khiển, máy vi tính, ...) đã gây ra nhiều vấn đề liên quan đến sóng họa tần trong hệ thống điện. Đối với hệ thống truyền tải điện thì ảnh chủ yếu do cảm kháng từ hóa phi tuyến của máy biến áp, thiết bị hồ quang như : các lò điện hồ quang, các máy hàn, các cuộn kháng điện trong các thiết bị hoạt động trên cơ sở cảm ứng điện từ.
Đối với điều kiện vận hành không cân bằng giữa các pha như điện áp hệ thống không cân bằng, tổng trở hệ thống hay tải không cân bằng mỗi thành phần sóng hài có thể xảy ra trong ba thành phần (thuận, nghịch, không). Ngoài ra các tụ bù trong lưới điện thường kết hợp với cảm kháng lưới tạo ra mạch cộng hưởng làm khuếch đại các dòng hài có tần số lân cận tần số cộng hưởng tồn tại trong lưới. Sau đây đi xem xét chi tiết các nguồn họa tần.
Tải phi tuyến:
Do ở tải phi tuyến tổng trở của nó thay đổi, dòng mà nó hấp thu sẽ không sin mặc dù điện áp đặt vào có tính sin và từ đó có thể tạo nên nguồn dòng họa tần bơm vào hệ thống. Các tải phi tuyến thường gặp như:
o Các quá trình chỉnh lưu điện áp.
o Thiết bị văn phòng và dân dụng như: UPS, máy tính, máy photocopy TV, đèn huỳnh quang...
o Bộ điều chỉnh tốc độ động cơ.
o Thiết bị thuộc lĩnh vực điện công nghệ: máy hàn, lò hồ quang...
Các quá trình chỉnh lưu điện áp:
Những tiến bộ vượt bậc của lĩnh vực điện tử công suất tạo cơ sở cho các bộ chuyển đổi điện và chúng trở thành nguồn gây sóng hài chính trong hệ thống.
Các bộ chỉnh lưu được sử dụng rộng rãi như:
+ AC/DC
+ AC/DC/AC
một số ảnh hưởng của sóng hài
+ với động cơ sóng hài sẽ sinh ra các mômen không sinh công gây ra tổn hao về mặt công suất, ngoài ra nó còn có thể làm rung động cơ
+ với máy biến áp sóng hài sẽ gây tổn hao công suất dưới dạng nhiệt
+ với dây trung tính trong hệ thống 3 pha 4 dây nếu sóng hài suất hiện sẽ làm cho hệ thống mất cân bằng sẽ làm cho dây trung tính có dòng điện chảy qua có thể là dòng rất lớn gây phá hoại hệ thống
+ với các thiết bị đo, các hệ thống máy tính, các tải đỏi hỏi chất lượng điện áp cao nếu có sóng hài bậc cao có thể sẽ làm chúng hoạt động không chính xác
+ sóng hài bậc cao còn làm giảm hệ số công suất hệ thống
+ Đối với các bộ tụ điện, dung kháng của các tụ giảm khi tần số tăng lên. Do đó các tụ thường rất nhạy với tần số của nguồn cung cấp. Trong thực tế, điều này có nghĩa là chỉ một giá trị nhỏ của sóng hài điện áp có thể tạo nên dòng điện lớn đi qua mạch chứa tụ. Ảnh hưởng của các thành phần điều hòa trên bộ tụ điện đó là sự gia tăng nhiệt của điện môi cao hơn

**Nguyễn** · 09-09-2010, 15:20

có ai biết nguyên nhân và cách khắc phục sóng hai

**linhhtd1** · 09-09-2010, 15:38

Sóng hài hả đống chí. ???????????
Các nguyên nhân cơ bản sinh ra sóng hài:
- Do cảm kháng từ hóa phi tuyến của máy biến áp ( mạch từ của máy biến áp làm việc ở chế độ bão hòa - đoạn nằm ngang trên đường cong từ hóa )
- Do ballast của đèn huỳnh quang sinh ra.
- Do các mạch điện tử công suất của các thiết bị trong mạng điện gây nên
........ còn nhiều :-D
Cách khắc phục:
- Sóng hài có ảnh hưởng xấu đến tụ điện, ta có thể dùng các bọ lọc sóng hài để loại bỏ bớt các thành phần hài lẻ bậc cao. ( Chỉ có sóng hài bậc lẻ mới đáng quan tâm và có hại ). Tất nhiên việc lọc toàn bộ sóng hài để dòng điện sin hoàn toàn là không thể.

**phuckhoadien** · 25-10-2010, 10:51

Sóng hài là gì ?
Sóng hài là một dạng nhiễu không mong muốn, ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng lưới điện và cần được chú ý tới khi tổng các dòng điện hài cao hơn mức độ giới hạn cho phép. Dòng điện hài là dòng điện có tần số là bội của tần số cơ bản. Ví dụ dòng 250Hz trên lưới 50Hz là sóng hài bậc 5.
Dòng điện 250Hz là dòng năng lượng không sử dụng được với các thiết bị trên lưới. Vì vậy, nó sẽ bị chuyển hoá sang dạng nhiệt năng và gây tổn hao.
Hiệu ứng của sóng hài
Sóng hài có thể làm cho cáp bị quá nhiệt, phá hỏng cách điện. Động cơ cũng có thể bị quá nhiệt hoặc gây tiếng ồn và sự dao động của momen xoắn trên rotor dẫn tới sự cộng hưởng cơ khí và gây rung. Tụ điện quá nhiệt và trong phần lớn các trường hợp có thể dẫn tới phá huỷ chất điện môi. 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 lỗi (data network) và thiết bị đo cho kết quả sai.
Dòng hài được tạo ra như thế nào?
Dòng điện và điện áp hài được sinh ra bởi các tải phi tuyến nối với hệ thống phân phối điện. Toàn bộ các bộ biến đổi năng lượng điện sử dụng dưới các dạng khác nhau trong hệ thống điện có thể làm tăng nhiễu sóng hài bằng cách bơm trực tiếp dòng điện hài vào lưới. Các tải phi tuyến thông thường bao gồm khởi động động cơ, các hệ truyền động điện, máy tính và các thiết bị điện tử khác, đèn điện tử, nguồn hàn…
Giải pháp giảm ảnh hưởng phát xạ sóng hài từ các bộ biến tần?
Bản thân các bộ biến có chứa các phần tử phi tuyến là nguồn gốc gây ra sóng hài. Tuy nhiên, dòng điện hài nhiều hay ít còn phụ thuộc vào cấu trúc của hệ truyền động và tải, nếu sử dụng động cơ lớn (so với biến áp nguồn) hay tăng tải động cơ đều làm tăng dòng điện hài. Do vậy, để giảm được sóng hài, buộc các nhà sản xuất công nghiệp phải sử dụng các bộ biến tần phát sóng hài thấp hoặc sử dụng các phương pháp lọc ngoài. Trong đó, muốn giảm dòng điện hài phải tăng điện cảm AC, DC hoặc tăng số van chỉnh lưu trong bộ chỉnh lưu và giảm điện áp hài gây ra bởi dòng điện hài phải tăng công suất biến áp, giảm trở kháng biến áp hay tăng khả năng chịu ngắn mạch của nguồn.
Dùng chỉnh lưu 6 xung, 12 xung và 24 xung
Mạch chỉnh lưu trong các biến tần 3 pha sử dụng công nghệ điều chế độ rộng xung (PWM) thông thường là cầu diode 6 van. Các bộ chỉnh lưu đó có đặc điểm là đơn giản, chắc chắn và rẻ, nhưng thành phần đầu vào chứa nhiều sóng hài bậc thấp.
Cầu chỉnh lưu diode 12 van được tạo ra bằng cách nối song song hai bộ chỉnh lưu 6 van, nó cho ra dòng điện trơn hơn cầu 6 van. Tương tự, bộ chỉnh lưu 24 van được tạo ra đơn giản từ việc ghép bốn bộ 6 van với nhau.
Sử dụng cầu IGBT (Integrated Gate Bipolar Thyristor)
Một bộ biến đổi tích cực IGBT có thể dùng để chỉnh lưu điện áp xoay chiều đầu vào. Nó sẽ giúp làm cải thiện hệ số công suất, giảm sóng hài và mang lại nhiều lợi ích như: An toàn cả khi mất nguồn; điều khiển chính xác toàn dải trong chế độ chỉnh lưu và tái sinh; cho phép trả ngược năng lượng về lưới; dòng điện cung cấp có dạng sóng gần sin với thành phần hài nhỏ. IGBT có ít thành phần hài thấp ở tần số thấp, nhưng lại tăng cao ở tần số cao hơn; có khả năng nâng điện áp. Khi điện áp nguồn bị giảm xuống, điện áp một chiều DC có thể được khuyếch lên để giữ cho điện áp động cơ cao hơn điện áp nguồn cung cấp.
Phương pháp giảm thiểu sóng hài
Bộ biến đổi giảm thiểu sóng hài của ABB cung cấp giải pháp hạ thấp sóng hài một cách đơn giản hợp nhất trong biến tần. Những biến tần ấy sử dụng công nghệ giảm sóng hài mà không cần dùng tới bộ lọc ngoài hay biến áp đa xung. Các biến tần giảm thiểu sóng hài sinh ra các thành phần hài bậc thấp ở phía đầu vào với tổng dòng méo thấp hơn 5%.
Vì vậy, biến tần giảm thiểu sóng hài của ABB cung cấp giải pháp đơn giản, giá thành thấp để thoả mãn các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về chất lượng nguồn.
Nâng cao chất lượng điện lưới
Trong biến tần với cầu diode 6 xung, dòng điện phía lưới là không sin và chứa các thành phần song hài, đặc biệt là thành phần bậc 5 và bậc 7. Nó được biểu hiện bằng kiểu dòng méo, có thể tới 30-50%. Trong biến tần giảm thiểu sóng hài của ABB, việc sử dụng phương pháp DTC (Direct Torque Control) và bộ lọc sẽ làm dòng điện hài giảm nhỏ hơn 5%. Kết quả là dòng điện hình sin làm cho hình dạng của điện áp lưới gần như không méo.
Cần sớm có quy định kiểm soát sóng hài
Lý tưởng mà nói, dòng điện xoay chiều trên lưới điện của các công ty điện lực cung cấp cho các hộ tiêu thụ phải là hình sin. Tuy nhiên, sự tồn tại các phần tử phi tuyến trên lưới điện của nhà cung cấp cũng như về phía phụ tải làm xuất hiện các sóng hài, ảnh hưởng đến tính năng vận hành của lưới điện và thiết bị. Các phần tử phi tuyến điển hình là lõi thép của máy biến áp, động cơ (đặc tính bão hoà của vật liệu sắt từ), các dụng cụ bán dẫn công suất như điốt, tiristo của các bộ biến đổi. Thường thì sóng hài bậc 3 triệt tiêu được nhờ cuộn dây đấu tam giác trong máy biến áp (cùng với đó là tổn thất điện năng), song các sóng hài bậc lẻ khác (giá trị lớn nhất là bậc 5 và bậc 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.
Chính vì vậy, khi đầu tư xây dựng công trình cần chọn loại thiết bị ít gây sóng hài và sử dụng các phương tiện bổ sung để giảm thiểu sóng hài. Đồng thời, về phía các cơ quan quản lý nhà nước, cũng nên xem xét và sớm có quy định cụ thể để kiểm soát sóng hài.

**khanhlinh** · 25-10-2010, 10:57

Đồng ý là bội của tần số cơ bản, nhưng là bội lẻ thì mới hại, bội chẵn không sao (hài bậc 3, 5, 7..)

**phuongnamij** · 13-11-2010, 22:30

Em có một thắc mắc từ khi học đại học đến giờ mà chưa lý giải được là tại sao trong lưới điện lại tồn tại hài bậc 3, 5, 7... là bậc lẻ. Còn các bậc chẵn thì không?

Có ai biết chỉ em với? thêm 1 vấn đề nữa là tại sao đấu tam giác cuộn dây MBA thì triệt tiêu được sóng hài bậc 3?

Webdien.com - Cầu nối dân điện

Chủ đề: Sóng hài:nguyên nhân, tác hại, khắc phục và giải pháp nâng cao chất lượng điện lưới

Công cụ

Hiển thị