1. Bối cảnh dự án

Với việc sử dụng ngày càng nhiều bộ biến tần, hệ thống chiếu sáng LED, bộ biến tần (VFD), hệ thống UPS và các thiết bị điện tử công suất khác trong các khu công nghiệp và cơ sở thương mại, tình trạng ô nhiễm sóng hài trong mạng lưới phân phối điện ngày càng trở nên nghiêm trọng.

 

Các cuộc kiểm tra của công ty điện lực cho thấy mức độ biến dạng sóng hài trong một số phòng phân phối điện đã vượt quá giới hạn cho phép do hệ thống đo năng lượng điện quy định. Để cải thiện chất lượng điện năng và đảm bảo hệ thống vận hành an toàn, một tủ Lọc công suất chủ động (APF) đã được lắp đặt để triệt tiêu sóng hài và bù công suất phản kháng.

 

2. Tìm hiểu về sóng hài trong hệ thống điện

2.1 Sóng cơ bản và sóng hài

Trong các hệ thống điện tiêu chuẩn, tần số cơ bản của điện áp và dòng điện ở Trung Quốc là 50Hz. Tuy nhiên, hầu hết các tải điện hiện đại đều là tải phi tuyến tính-, chẳng hạn như:

• Bộ biến tần
• Biến tần
• Trình điều khiển LED
• hệ thống UPS
• Thiết bị sạc pin
• Thiết bị tự động hóa công nghiệp

 

Các thiết bị này tạo ra các thành phần dòng điện và điện áp có tần số là bội số nguyên của tần số cơ bản (ví dụ: 150Hz, 250Hz và 350Hz). Những thành phần tần số không mong muốn này được gọi là sóng hài.

Sóng hài làm biến dạng dạng sóng hình sin tiêu chuẩn của hệ thống điện và ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng điện năng tổng thể.

 

 

2.2 Nguy hiểm của sóng hài

Sóng hài quá mức có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng trong hệ thống điện, bao gồm:

• Tăng tổn thất điện năng trong cáp và máy biến áp
• Thiết bị điện quá nóng
• Lão hóa cách nhiệt tăng tốc
• Giảm tuổi thọ của tụ điện và động cơ
• Trục trặc của các thiết bị điện tử nhạy cảm
• Hệ số công suất giảm
• Tiêu thụ năng lượng cao hơn
• Sự vấp ngã sai lầm của các thiết bị bảo vệ
• Hoạt động lâu dài-trong điều kiện sóng hài khắc nghiệt có thể dẫn đến hư hỏng vĩnh viễn cho thiết bị điện và làm giảm độ tin cậy của hệ thống.

 

Theo tiêu chuẩn quốc giaGB/T 14549-1993 - Chất lượng điện: Sóng hài trong lưới điện công cộng, giới hạn tổng độ méo hài (THD) cho phép ở Trung Quốc là:

Hệ thống điện áp thấp-0,38kV:THD Nhỏ hơn hoặc bằng 5,0%

Hệ thống điện áp trung thế 6kV–10kV-:THD Nhỏ hơn hoặc bằng 4,0%

 

3. Tủ lọc công suất chủ động (APF)

3.1 Sự khác biệt giữa Bộ lọc nguồn chủ động và thụ động

Bộ lọc công suất hoạt động (APF)

Bộ lọc công suất hoạt động sử dụng các thiết bị bán dẫn và công nghệ điều khiển thông minh để theo dõi sóng hài trong thời gian thực. Nó tự động tạo ra dòng bù ngược để tự động loại bỏ dòng điện hài trong lưới điện.

So với các phương pháp lọc truyền thống, hệ thống APF cung cấp:

• Bù sóng hài theo thời gian thực-
• Phản hồi động
• Điều chỉnh tự động
• Khả năng triệt tiêu đa sóng hài
• Hỗ trợ bù công suất phản kháng

 

Bộ lọc năng lượng thụ động

Bộ lọc công suất thụ động chủ yếu bao gồm các tụ điện, cuộn kháng và mạch lọc LC, tương tự như tủ bù công suất phản kháng thông thường.

Bộ lọc công suất thụ động chỉ có thể triệt tiêu sóng hài của các tần số cụ thể và có một số hạn chế:

• Đặc điểm bồi thường cố định
• Nguy cơ cộng hưởng
• Phạm vi lọc hạn chế
• Khả năng thích ứng kém với việc thay đổi điều kiện tải

 

Vì vậy, tủ APF được ưa chuộng rộng rãi trong các hệ thống quản lý chất lượng điện hiện đại.

 

3.2 Tính năng chức năng của Tủ APF

Phạm vi lọc sóng hài rộng

• Ngăn chặn hiệu quả các sóng hài từ bậc 2 đến bậc 61
• Mục tiêu lọc sóng hài có thể điều chỉnh
• Hỗ trợ các chiến lược bù hài hòa tùy chỉnh

 

Bù trừ thông minh theo thời gian thực-

• Tự động theo dõi các thay đổi tải
• Tự động xuất ra dòng bù ngược
• Duy trì chất lượng điện năng ổn định liên tục

 

Giao diện truyền thông RS485

• Hỗ trợ giám sát và truyền dữ liệu từ xa
• Tương thích với hệ thống quản lý năng lượng thông minh
• Thuận tiện cho việc vận hành và bảo trì tập trung

 

Chức năng bù công suất phản kháng

• Thực hiện lọc sóng hài một cách độc lập mà không gây ra hiện tượng bù-công suất phản kháng
• Tận dụng công suất còn lại để bù công suất phản kháng
• Cải thiện hệ số công suất của hệ thống thông qua lọc động

 

cải tiếningChất lượng điện năng và độ tin cậy của hệ thống

• Giảm quá nhiệt thiết bị
• Kéo dài tuổi thọ của các thiết bị điện
• Giảm tổn thất đường truyền và tiêu thụ năng lượng
• Tăng cường an toàn phân phối điện tổng thể

 

Phần kết luận

Khi tình trạng ô nhiễm sóng hài ngày càng trở nên phổ biến trong các hệ thống điện công nghiệp và thương mại hiện đại, tủ Bộ lọc công suất chủ động (APF) đã trở thành một giải pháp thiết yếu để triệt tiêu sóng hài và cải thiện chất lượng điện.

 

So với các bộ lọc thụ động truyền thống, hệ thống APF cung cấp phạm vi lọc sóng hài rộng hơn, tốc độ phản hồi nhanh hơn, bù thông minh và chức năng bù công suất phản kháng tích hợp, khiến chúng trở nên lý tưởng cho:

• Cây công nghiệp
• Tòa nhà thương mại
• Trung tâm dữ liệu
• Bệnh viện
• Cơ sở sản xuất thông minh
• Hệ thống năng lượng tái tạo

 

Bằng cách giảm méo sóng hài một cách hiệu quả và cải thiện hệ số công suất, tủ APF giúp đảm bảo hệ thống điện vận hành an toàn hơn, ổn định hơn và tiết kiệm năng lượng hơn{0}}