SÓNG HÀI VÀ NHỮNG ĐIỀU BẠN CHƯA BIẾT!

Sóng hài là một hiện tượng trong hệ thống điện mà có thể gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng nếu không được quản lý đúng cách. Để hiểu rõ hơn về sóng hài, chúng ta cần nắm một số khái niệm cơ bản và cách chúng ảnh hưởng đến hệ thống điện.

Sóng hài là gì?

Trong một hệ thống điện lý tưởng, dòng điện và điện áp đều có dạng sóng hình sin hoàn toàn. Tuy nhiên, khi các thiết bị điện phi tuyến (như máy tính, biến tần, đèn LED, bộ nguồn chuyển mạch) hoạt động, chúng không tiêu thụ điện theo cách tuyến tính và tạo ra những biến dạng trong sóng điện áp và dòng điện. Những biến dạng này được gọi là sóng hài.

Đặc điểm của sóng hài

Tần số: Sóng hài có tần số là bội số nguyên của tần số cơ bản của hệ thống điện. Ví dụ, nếu tần số cơ bản là 50Hz, thì các sóng hài có thể có tần số 150Hz (bậc 3), 250Hz (bậc 5), v.v.
Bậc sóng hài: Bậc của sóng hài là tỷ lệ giữa tần số của sóng hài và tần số cơ bản. Ví dụ, sóng hài bậc 3 có tần số gấp 3 lần tần số cơ bản.
Tính lây lan: sóng hài được tạo ra từ các tải phi tuyến và lây lan về phía nguồn trung thế và nơi có tổng trở thấp (hệ thống tụ bù).

sóng hài

Tác động của sóng hài trong dòng điện

Sóng hài trong dòng điện có thể gây ra nhiều tác động tiêu cực đến hệ thống điện và các thiết bị điện. Một trong những ảnh hưởng chính là làm tăng nhiệt độ trong dây dẫn và các thiết bị điện, dẫn đến hiện tượng quá nhiệt, từ đó làm giảm tuổi thọ và độ tin cậy của thiết bị.

Ngoài ra, sóng hài gây ra hiện tượng mất cân bằng điện áp, làm giảm hiệu suất hoạt động của hệ thống điện và có thể dẫn đến hỏng hóc của các thiết bị điện. Điều này đặc biệt nghiêm trọng trong các hệ thống công nghiệp, nơi mà sự ổn định và hiệu quả của thiết bị là rất quan trọng.

Sóng hài cũng gây ra nhiễu điện từ (EMI), ảnh hưởng đến hoạt động của các thiết bị nhạy cảm như thiết bị y tế và viễn thông. Nhiễu điện từ từ sóng hài có thể làm sai lệch tín hiệu, gây ra các vấn đề trong việc truyền tải dữ liệu và vận hành thiết bị.

Nguyên nhân gây ra sóng hài

Các thiết bị điện phi tuyến là nguyên nhân chính gây ra sóng hài. Một số thiết bị phổ biến tạo ra sóng hài bao gồm:

Biến tần và bộ điều khiển tốc độ: Sử dụng để điều khiển động cơ điện.
Thiết bị điện tử công suất: Như bộ nguồn chuyển mạch và UPS (bộ lưu điện).
Đèn chiếu sáng hiện đại: Đèn LED sử dụng các bộ điều khiển phi tuyến.

Cách giảm thiểu sóng hài

Để giảm thiểu sóng hài trong hệ thống điện công nghiệp, bạn có thể áp dụng các biện pháp sau:

Sử dụng cuộn kháng chặn sóng hài: Cuộn kháng giúp hạn chế sự lan truyền của sóng hài trong hệ thống điện, giảm tác động của chúng lên thiết bị và hệ thống.
Lắp đặt thiết bị khử sóng hài: Thiết bị này được thiết kế để loại bỏ hoặc giảm đáng kể mức độ sóng hài, giúp cải thiện chất lượng điện năng.
Thiết kế hệ thống điện hợp lý: Chọn các thiết bị có chất lượng cao và ít sinh ra sóng hài. Việc bố trí và thiết kế hệ thống một cách khoa học cũng giúp giảm thiểu ảnh hưởng của sóng hài.
Bảo trì và kiểm tra định kỳ: Thực hiện bảo trì và kiểm tra hệ thống điện thường xuyên để phát hiện và xử lý kịp thời các nguồn phát sinh sóng hài.
Sử dụng thiết bị đo sóng hài: Sử dụng đồng hồ đo chất lượng điện năng đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng điện năng IEEE 519 để đo, phân tích và giám sát mức sóng hài trong hệ thống điện như Janitza UMG 512 từ đó đưa ra các biện pháp khắc phục hiệu quả.
Tích hợp bộ lọc sóng hài chủ động hiệu suất cao (đến 99%): Bộ lọc sóng hài có thể được lắp đặt để loại bỏ các tần số sóng hài không mong muốn, giúp duy trì dạng sóng hình sin lý tưởng và có tổn hao thấp nhất (công nghệ hiện nay đã đạt mức hiệu suất 99%).

Tham khảo bộ lọc sóng hài tích cực (hiệu suất >97%): tại đây

Kết luận

Sóng hài là một hiện tượng phổ biến trong hệ thống điện hiện đại do sự phổ biến và gia tăng của các thiết bị điện tử phi tuyến. Việc hiểu rõ về sóng hài và áp dụng các biện pháp giảm thiểu thích hợp có thể giúp duy trì hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống điện, đồng thời kéo dài tuổi thọ của các thiết bị điện.