Sóng hài là sản phẩm của các thiết bị máy móc, điện tử hiện đại như là máy tính, hệ thống lưu điện, biến tần, lò hồ quang, bộ chuyển đổi năng lượng tái tạo và nhiều thứ khác. Chúng thường được gọi là tải phi tuyến.

Các tải phi tuyến này tạo ra các thành phần sóng hài khác nhau và trả ngược lại lưới điện thông qua mạng dây dẫn, kết hợp với tần số điện cơ bản sẽ tạo ra các biến dạng, méo mó sóng tổng trong hệ thống phân phối năng lượng.

Cơ chế hoạt động của sóng hài là gì ?

Sóng hài là những sóng tuần hoàn, hình sin và là bội số nguyên của tần số cơ bản (50 hoặc 60 Hz). Các thành phần này khi cộng với sóng sin nguyên bản (50Hz) sẽ gây ra méo mó, biến dạng sóng sin.

Biến dạng của sóng hài

Các biến tần hiện đang được sử dụng rất nhiều trong công nghiệp hiện đại phục vụ điều khiển mô tơ, chạy tàu biển, giàn khoan, máy bơm, máy quạt… và đây chính là nguồn tạo ra sóng hài cực kì phổ biến.

Sóng hài trong công nghiệp

Tác hại của sóng hài và lý do tại sao phải lọc sóng hài

Điều mà chúng ta nên biết tại sao phải lọc sóng hài đó là vì tác hại của sóng hài. Sóng hài gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng cho hệ thống điện và hệ thống thiết bị của nhà máy như :

+ Hư hỏng bất ngờ của máy móc gây trì trệ vận hành.

+ Các cháy nổ gây nguy hiểm đến tính mạng con người, tổn thất điện năng…

Tác hại của sóng hài

– Các thành phần sóng hài cộng thêm công suất ảo vào tổng công suất tiêu thụ của máy biến áp, làm máy biến áp quá tải, phát nóng và cháy mặc dù tải chỉ tiêu thụ công suất trung bình.

– Làm phát nóng, cháy dây dẫn các tổn thất nghiêm trọng trong hệ thống điện.

– Dây dẫn trung tính trong hệ thống 3 pha bị đốt nóng hoặc cháy.

– Điện áp N-G (trung tính -đất) quá lớn.

– Cầu dao nhảy không rõ lí do.

– Hỏng tụ điện bù công suất phản kháng PF.

– Nhiễu trong hệ thống truyền thông. Tụ bù và cuộn kháng máy biến áp có thể tạo thành mạch LC cộng hưởng dòng sóng hài lên gấp nhiều lần gây quá tải tụ và máy biến áp, dẫn tới cháy nổ tụ và máy biến áp.

Đặc biệt, đối với các hệ thống có sử dụng máy phát điện dự phòng hoặc sử dụng trên tàu biển, giàn khoan, khi chạy máy, do đặc tính cảm kháng của máy phát cao hơn máy biến thế thông thường, sóng hài sẽ bị khuếch đại thêm trầm trọng từ 3 đến 4 lần, gây hỏng hóc nghiêm trọng cho hệ thống thiết bị và thậm chí cháy máy phát rất nguy hiểm và tốn kém

Ảnh hưởng của sóng hài có thể gây hỏng hóc nghiêm trọng các thiết bị

Các phương pháp làm giảm sóng hài

Thật sự tốn kéo khi thay thế các thiết bị hư hỏng gây ra bởi sóng hài. Điều này sẽ làm tăng kinh phí đầu tư và kinh phí vận hành, nhưng vẫn không thể giảm được ảnh hưởng của sóng hài.

Vì thế, cần lựa chọn những giải pháp ít tốn kém nhưng mai lại hiệu quả cao trong việc kiểm soát sóng hài:

+ Dùng cuộn kháng AC hoặc cuộn kháng DC cho biến tần – Giải pháp tốt nhất với các ứng dụng cần lọc cho nguồn lưới bị nhiễu nặng và yêu cầu giảm sóng hài không phải là ưu tiên hàng đầu.

+ Giải pháp chỉnh lưu 12 xung – cho hiệu suất cao nhất trong việc làm giảm sóng hài nhưng quy trình lại phức tạp nhất

+ Sử dụng loại biến tần có sóng hài thấp – Biến tần sử dụng công nghệ giảm sóng hài mà không cần dùng tới bộ lọc ngoài hay biến áp đa xung với tổng độ méo dạng hài dọng điện (THDi) thấp hơn 5%.

+ Sử dụng bộ lọc – được áp dụng cho nhiều biến tần gắn song song với nhau trên cùng một đường dây phân phối với nhiệm vụ chính là bù công suất, bù sóng hài điện áp và bù sóng hài dòng điện.

Xem thêm: Phương pháp sử dụng bộ lọc sóng hài