Bộ lọc sóng hài tích cực (APF) là các bộ lọc có thể thực hiện việc loại bỏ biến dạng dòng điện và điện áp do sóng hài gây ra trong hệ thống điện. Bộ lọc sóng hài tích cực có thể được sử dụng để lọc các sóng hài trong hệ thống điện có tần số thấp hơn đáng kể so với tần số đóng cắt của bộ lọc. Các bộ lọc sóng hài tích cực được sử dụng để lọc cả sóng hài bậc cao và bậc thấp trong hệ thống điện.

Các bộ lọc ADF được mắc song song với các tải cần được lọc sóng hài. Dòng điện và năng lượng giữa tải và lưới được đo lường và phân tích bởi máy tính bên trong bộ ADF nhằm xác định lượng sóng hài đang tồn tại.

Khi biên độ sóng hài đã được xác định chính xác, ADF sẽ tạo ra dòng bù sóng hài ngược pha với dòng sóng hài trên lưới, triệt tiêu gần như hoàn toàn sóng hài dòng điện.

Kết quả là chúng ta sẽ có một hệ thống điện sạc, giảm tối đa tổn thất và nhiễu. Máy biến áp đầu nguồn tránh được sóng hài và tổn thất gây ra bởi sóng hài.

SÓNG HÀI – ẢNH HƯỞNG KỸ THUẬT

Dòng điện sóng hài méo mó gây ra bởi các phụ tải phi tuyến sẽ làm biến dạng điện áp hệ thống. Mức độ biến dạng của điện áp phụ thuộc vào điện kháng hệ thống. Thường thì điện kháng hệ thống tương đối nhỏ nên sóng hài điện áp nhỏ hơn nhiều sóng hài trên dòng điện.

Sóng hài làm tăng giá trị RMS của dòng điện. Việc này làm tăng tổn thất công suất tác dụng (P) và gây ra quá tải trên hệ thống.

Các thiết bị, phần tử nối tiếp với nguồn sóng hài thường là cáp dẫn điện, máy cắt, máy biến áp. Dòng RMS cao hơn gây thêm tổn thất trên các phần tử này và buộc người thiết kế phải tăng dự phòng sóng hài. Điều này sẽ làm tăng chi phí đầu tư thiết bị. Nếu các nhà máy lân cận có lượng sóng hài lớn thì MBA đầu vào phải được tăng công suất để dự phòng và làm tăng giá trị của hợp đồng mua bán điện.

Dòng sóng hài cũng có thể gây ra biến dạng trên điện áp hệ thống và có thể làm trip các thiết bị khác trong nhà máy, gây ra mất điện hệ thống. Dòng điện chạy qua các tụ bù CSPK có thể tăng lên đột biến và gây quá tải hệ thống bù. Cộng hưởng với sóng hài gây ra quá áp nguy hiểm làm hư hỏng thiết bị khác.

SÓNG HÀI – ẢNH HƯỞNG KINH TẾ

Một trong các ảnh hưởng lớn nhất của sóng hài là việc làm tăng giá trị RMS của dòng điện và làm giảm chất lượng điện áp. Những ảnh hưởng này dễ bị bỏ qua nhưng gây ra hậu quả không nhỏ về kinh tế. Đó là lí do việc áp dụng giải pháp lọc sóng hài thích hợp sẽ làm tăng tính cạnh tranh cho doanh nghiệp theo nhiều cách khác nhau như sau:

● Giảm quá tải hệ thống, từ đó cải thiện hiệu suất vận hành,
● Giảm tốn thất hệ thống và điện năng tiêu thụ,
● Giảm nguy cơ mất điện,
● Kéo dài tuổi thọ thiết bị.

Tổng độ méo hài THD (Total Harmonic Distortion) là chỉ số thường được dùng để đánh giá mức độ biến dạng của một tín hiệu xoay chiều. Độ biến dạng điện áp THDu dùng ở cấp hệ thống, trong khi độ biến dạng dòng điện THDi được dùng ở cấp thiết bị.

LỢI ÍCH CỦA VIỆC XỬ LÝ SÓNG HÀI

GIẢM CHI PHÍ ĐẦU TƯ (CAPEX)

Tiết kiệm trên Capex là mối quan tâm thường trực của các chủ đầu tư. Quản lý sóng hài mang lại cơ hội tiết kiệm đáng kể. Chúng ta sẽ tập trung vào phần chi phí thiết bị và sẽ không bàn luận về các khoản tiết kiệm khác như tiết kiệm không gian hoặc nhân công.
Việc lọc sóng hài làm giảm giá trị RMS của dòng điện và do đó làm giảm kích thước của cáp, định mức của máy cắt và công tắc tơ.

GIẢM CHI PHÍ VẬN HÀNH (OPEX)

● Giảm thiểu sóng hài nói chung góp phần giảm tổn thất điện năng trong máy biến áp, cáp, thiết bị đóng cắt …
● Giảm thiểu sóng hài cho phép giảm lượng điện năng tiêu thụ đã đăng ký với điện lực địa phương. Trong hầu hết các trường hợp, khoản tiết kiệm có thể lên đến 10% hóa đơn tiền điện.

CẢI THIỆN HIỆU QUẢ KINH DOANH

Sóng hài là nguyên nhân làm tăng giá trị RMS dòng điện, dẫn đến tổn thất điện năng và gây tăng nhiệt trong máy biến áp, cáp, động cơ, tụ điện…
Hậu quả có thể là các lỗi trip máy cắt hoặc rơ le bảo vệ, và giảm tuổi thọ của thiết bị. Ví dụ, động cơ hoạt động với mức tăng nhiệt khoảng 10 ° C sẽ bị giảm tới 50% tuổi thọ vận hành.
Sóng hài có thể làm tăng chi phí bảo trì và sửa chữa đáng kể, nhưng chi phí đó vẫn còn tương đối thấp so với đối với những tổn thất tài chính liên quan đến việc gián đoạn chu trình sản xuất.
Dưới đây là một số ví dụ về tổn thất tài chính liên quan đến các sự số về điện trong một số ngành giá trị cao:

THAM KHẢO

Harmonics (electrical power) – Wikipedia

Hệ thống lọc sóng hài trung thế

Các phương pháp lọc sóng hài

Hệ thống lọc sóng hài hạ thế tại Bana Hills Resorts – Sungroup