- 9 Chƣơng 1: VẤN ĐỀ SÓNG HÀI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN. - 11 1.1 Định nghĩa sóng hài và phân tích sóng hài. - Phân loại sóng hài. - Các chỉ tiêu đánh giá sóng hài. - Các nguồn phát sóng hài trong tải thƣơng mại (Commercial loads. - Méo dạng sóng trên đầu ra một chiều của bộ chỉnh lƣu. - Các nguồn phát sóng hài trong tải công nghiệp (Industrial loads. - Ảnh hƣởng của sóng hài. - Sóng hài gây suy giảm hệ số công suất. - Sóng hài gây sai lệch hệ thống đo đếm điện năng. - Sóng hài gây nhiễu hệ thống bảo vệ, truyền tin và truyền thông. - Thực trạng sóng hài trong hệ thống điện Việt Nam. - Phân nhóm phụ tải theo mức ô nhiễm sóng hài. - Kết quả khi đo sóng hài ở miền Bắc, miền Trung và miền Nam. - Giải pháp khắc phục ảnh hƣởng của sóng hài. - Lọc thụ động sóng hài. - Lọc tích cực sóng hài. - Khảo sát, đo tỷ lệ sóng hài các bậc, dòng tải và dạng sóng dòng điện của một xuất tuyến. - Dạng sóng với thành phần cơ bản và hài bậc 3. - Dạng sóng với hài bậc lẻ. - Dạng sóng với hài bậc chẵn. - Dạng sóng dòng điện của đèn huỳnh quang. - Phân tích phổ của sóng hài trong đèn huỳnh quang. - Tải chỉnh lƣu một pha và dạng sóng dòng điện chỉnh lƣu. - Dạng sóng dòng điện và phân tích phổ tần của bộ nguồn chuyển mạch SMPS. - Dòng từ hóa và các thành phần hài bậc cao theo điện áp. - 31 Hình 2.10. - Sóng hài gây ra bởi rãnh dây quấn. - 32 Hình 2.11. - 33 Hình 2.12. - Thành phần sóng hài trong dòng điện hồ quang. - 34 Hình 2.13. - Phân tích phổ của sóng hài trong lò hồ quang trong chế độ nấu chảy. - 34 Hình 2.14. - Phân tích phổ của sóng hài trong lò hồ quang trong chế độ tinh luyện. - 34 Hình 2.15. - 36 Hình 2.16. - 38 Hình 2.17. - Dạng sóng điện áp và dòng điện trên các phần tử của TCSC trong chế độ khuếch đại điện dung. - 38 Hình 2.18. - Cấu trúc điều áp xoay chiều và dạng sóng điện áp pha trên tải với những góc mở khác nhau. - Bộ lọc tích cực song song. - Dạng sóng dòng điện của bộ lọc tích cực song song. - 644 Hình 4.10. - 65 Hình 4.11. - 72 Hình 4.12. - 72 Hình 4.13. - Dạng sóng dòng điện và điện áp phía nguồn cấp và phía tải với góc điều khiển bộ biến đổi α=450 tại HM_B2. - 73 Hình 4.14. - 73 Hình 4.15. - 85 Hình 4.16. - Dạng sóng điện áp và dòng điện tại HM_B2 sau khi có các bộ lọc. - 85 Hình 4.17. - Các mức sóng hài cho phép tối đa. - Giới hạn độ méo sóng hài điện áp. - Kết quả đo sóng hài tại miền Bắc. - Kết quả đo sóng hài tại miền Trung. - Kết quả đo sóng hài tại miền Nam. - Các thông số yêu cầu của bộ lọc sóng hài bậc 11 cho xuất tuyến khảo sát. - Các thông số yêu cầu của bộ lọc sóng hài bậc 13 cho xuất tuyến khảo sát. - Các thông số yêu cầu của bộ lọc sóng hài bậc 23 cho xuất tuyến khảo sát. - Các thông số yêu cầu của bộ lọc sóng hài bậc 25 cho xuất tuyến khảo sát. - Bất kỳ một sai lệch nào so với biên độ, tần số của dạng sóng điện áp hình sin lý tưởng đều xem như là các vấn đề chất lượng điện năng [3]. - Còn Kabelo Klifford Modipance cho rằng: Chất lượng điện năng là bất kỳ phản ứng nào không bình thường trên hệ thống điện xảy ra đối với dạng sóng của dòng điện hay/và điện áp, tác động có hại đối với sự hoạt động bình thường của thiết bị điện tử hay thiết bị điện [4]. - Hiện nay, sóng hài là một trong các chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng điện năng, nhưng cho đến nay vẫn chưa được quan tâm nhiều ở hệ thống điện nước ta. - Phân tích một số khảo sát về sóng hài trong hệ thống điện Việt Nam cho thấy sự xuất hiện sóng hài trong hệ thống đa dạng, không ổn định, ảnh hưởng đáng kể đến chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống điện. - Vấn đề áp dụng các giải pháp giảm sóng hài trong hệ thống là hết sức cần thiết, nhưng cũng là vấn đề rất phức tạp. - Nội dung của luận văn này đề cập đến các vấn đề về sóng hài, thống kê thực trạng và số liệu khảo sát sóng hài trên lưới điện Việt Nam, giới thiệu các cơ sở lý thuyết về sóng hài. - Trên cơ sở đó, đề xuất và ứng dụng các biện pháp nhằm giảm thiểu sóng hài nâng cao chất lượng điện năng. - Những kết quả đạt được thông qua việc khảo sát số liệu thực tế và tính toán áp dụng bộ lọc sóng hài bằng phần mềm mô phỏng trên lưới điện thực tế tại nhà máy Xi măng Hoàng Mai, Tỉnh Nghệ An. - Nội dung của luận văn được giới thiệu trong bốn chương sau: Chương 1: Vấn đề sóng hài trong hệ thống điện. - Chương 2: Nguyên nhân gây sóng hài trong hệ thống điện. - Chương 3: Ảnh hưởng của sóng hài và thực trạng sóng hài trong hệ thống điện Việt Nam. - Chương 4: Giải pháp khắc phục ảnh hưởng của sóng hài và ví dụ áp dụng. - Vấn đề sóng hài trong hệ thống điện Luận văn Thạc sĩ - 11 - Chương 1 VẤN ĐỀ SÓNG HÀI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Định nghĩa sóng hài và phân tích sóng hài Các thiết bị điện nói chung hoạt động ở tần số 50Hz hoặc 60Hz (gọi là tần số cơ bản). - Tuy nhiên có một số loại tải mà khi hoạt động chúng tạo ra dòng điện hoặc điện áp có tần số là bội số của tần số cơ bản gọi là các sóng hài bậc cao. - Những thành phần sóng hài bậc cao này là một dạng ô nhiễm điện năng, làm méo dạng sóng dòng điện (điện áp). - Công cụ để phân tích mức độ méo của dạng sóng dòng điện có chu kỳ là phân tích Fourier. - Dạng sóng méo ở hình 1.1 được phân tích thành một thành phần sóng cơ bản và một thành phần sóng hài bậc ba. - Dạng sóng với thành phần cơ bản và hài bậc 3 - 12 - Dấu hiệu để xác định một dạng sóng méo có thành phần hài bậc chẵn hay bậc lẻ như sau. - Hài bậc lẻ xuất hiện khi nửa chu kỳ âm của dạng sóng méo lặp lại y hệt nửa chu kỳ dương, nhưng với chiều âm. - Nói cách khác, hài bậc lẻ xuất hiện khi phần tư chu kỳ đầu tiên và phần tư chu kỳ thứ ba là giống nhau, phần tư chu kỳ thứ hai và phần tư chu kỳ thứ tư là giống nhau. - Với chỉnh lưu cầu xuất hiện hài bậc lẻ, còn các hài bậc chẵn bị triệt tiêu vì nửa chu kỳ dương và nửa chu kỳ âm là đối xứng nhau. - Hài bậc chẵn xuất hiện khi nửa chu kỳ âm không lặp lại nửa chu kỳ dương. - Một đặc điểm khác khi có hài bậc chẵn đó là phần tư chu kỳ đầu tiên và phần tư chu kỳ thứ tư là giống nhau, phần tư chu kỳ thứ hai và phần tư chu kỳ thứ ba là giống nhau. - Thường ít khi thấy hài bậc chẵn trong các hệ thống điện công nghiệp. - Dạng sóng với hài bậc lẻ b. - Dạng sóng với hài bậc chẵn - 13 - Trong biểu thức này a0 là giá trị trung bình của hàm số x(t), các hệ số của chuỗi an và bn là các thành phần vuông góc của hài bậc n. - Vectơ hài bậc n tương ứng là: n n n nA φ =a +jb (1.2) Với biên độ: 22n n nA a b Và góc pha là: nnnbarctana Hệ số a0 trong biểu thức trên có thể được rút ra bằng cách lấy tích phân cả 2 vế của phương trình (1.1) từ -T/2 đến T/2 (với chu kỳ T). - Do đó với dạng sóng đối xứng nửa sóng chỉ chứa các hài bậc lẻ. - Các hệ số đặc trưng của sóng hài bao gồm. - Tỷ số hài bậc n (U,I): nn1UDU. - Hệ số đỉnh (Crest factor): maxrmsUCU Như vậy trong mạng lưới phân phối ba pha thường chỉ xuất hiện các sóng hài bậc lẻ. - Biên độ của sóng hài giảm khi tần số tăng. - Đối với các sóng hài bậc 50 trở lên được phép bỏ qua, các phép đo không còn ý nghĩa. - Các phép đo chính xác đầy đủ đạt được bằng cách chỉ đo các sóng hài có bậc dưới 30. - Trên thực tế thường chỉ cần xử lý các sóng hài bậc và 13. - Theo tiêu chuẩn EN 50610, tỷ lệ của các thành phần sóng hài bậc cao so với sóng hài bậc cơ bản (tính theo. - Các mức sóng hài cho phép tối đa Các hài bậc lẻ Các hài bậc chẵn Không chia hết cho 3 Chia hết cho 3 Bậc hài h HA TA CA Bậc hài h HA TA CA Bậc hài h HA TA CA h 0,2 +25/h 0,1 +25/h 1.2. - Phân loại sóng hài - Sóng hài và các thành phần đối xứng Các sóng hài ở các tần số khác nhau sẽ có tính chất như các thành phần đối xứng thứ tự thuận, thứ tự nghịch, thứ tự không
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt