Các nguồn phát sinh sóng hài

Sóng hài ảnh hưởng không nhỏ tới hệ thống điện. Trước khi có sự xuất hiện của các linh kiện bán dẫn công suất, nguyên nhân chính gây ra méo dạng sóng là các lò hồ quang, đèn huỳnh quang, và ở mức độ thấp hơn là từ máy biến áp và máy điện quay.

Hiện có 6 nguồn phát sịnh sóng hài, đó là:

  • Các thiết bị có hiện tượng bão hòa mạch từ
  • Các thiết bị có hiện tượng phóng tia lửa điện
  • Chỉnh lưu một pha
  • Bộ biến đổi 3 pha nguồn áp
  • Bộ biến đổi 3 pha nguồn dòng
  • Các cuộn kháng điều khiển bằng thyristor

1. Các thiết bị có hiện tượng bão hòa mạch từ gây ra sóng hài

Các thiết bị loại này bao gồm các máy biến áp và các thiết bị điện từ khác với cấu trúc có lõi thép tại đó điều hòa được sinh ra do các tính chất từ hóa phi tuyến của lõi sắt. Các máy biến áp thường được thiết kế để hoạt động ở dưới điểm bão hòa, mật độ từ cảm của máy biến áp được lựa chọn dựa trên các yếu tố như giá thành thép, các tổn hao không tải, độ ồn và các nhân tố khác. Thông thường dòng từ hóa của máy biến áp chứa rất nhiều các điều hòa, nó có giá trị nhỏ hơn 1% dòng đầy tải. Mặc dù điều hòa sinh ra bởi máy biến ap rõ ràng là nhỏ hơn các thiết bị điện tử công suất nhưng trong hệ thống điện, nhất là hệ thống điện phân phối có đến hàng trăm máy biến áp cho nên điều hòa gây bởi máy biến áp cũng cần được chú ý.

2. Các thiết bị có hiện tượng phóng tia lửa điện

Lò hồ quang điện

Sóng hài sinh ra từ các lò hồ quang sử dụng trong sản xuất thép là không thể dự đoán được vì tia lửa điện thay đổi liên tục, không tuần hoàn theo chu kỳ. Phân tích cho thấy dòng điện hồ quang bao gồm một dải liên tục các bậc sóng hài cả nguyên và không nguyên. Tuy nhiên các sóng hài bậc nguyên, đặc biệt là từ bậc hai đến bậc bẩy, có vị trí quan trọng hơn nhiều so với hài bậc không nguyên. Biên độ của sóng hài cũng giảm tương ứng theo bậc hài của nó. Khi mức kim loại nóng chảy trong bể chứa tăng dần, tia hồ quang trở nên ổn định hơn, dẫn đến mức độ méo dạng sóng giảm. Dòng điện trở nên đối xứng ở đoạn gần trục không và như vậy sẽ triệt tiêu các bậc hài chẵn và bậc hài không nguyên.

Các loại đèn phóng điện

Đây là loại tải có tính phi tuyến cao. Tác hại của loại tải này cần đặc biệt chú ý trong trường hợp đèn huỳnh quang. Khi đó phải cần thêm các chấn lưu từ để hạn chế dòng điện trong giới hạn của ống đèn huỳnh quang và ổn định tia hồ quang.

3. Chỉnh lưu một pha

Có rất nhiều thiết bị điện đòi hỏi phải có nguồn cấp một chiều để hoạt động. Cầu chỉnh lưu diode một pha được dùng phổ biến để tạo nên những nguồn một chiều này bởi giá thành hạ và áp cung cấp khá ổn định trong những điều kiện làm việc bình thường.

4. Bộ biến đổi ba pha nguồn áp

Một bộ biến đổi nguồn áp (Voltage sourse converter VSC) được đặc trưng bởi tính dung phía một chiều và hệ thống phía xoay chiều có tính cảm [8]. Dạng đơn giản nhất của một bộ VSC là cầu didode 6 xung với một tụ điện lớn bắc qua hai cực của đầu ra. Trong mạch điện này thì tụ điện được tích điện trong mỗi nửa chu kỳ của điện áp nguồn cấp bởi hai xung dòng điện.

Không giống như bộ nguồn một chiều chỉnh lưu một pha, do không có dây trung tính nên trường hợp này các hài triplen không xuất hiện. Việc thêm vào phía ac các cuộn kháng có thể làm giảm đáng kể dòng hài, đây cũng là phương pháp hay sử dụng trong các bộ biến tần có sử dụng điều chế độ rộng xung.

5. Bộ biến đổi ba pha nguồn dòng

Bộ biến đổi nguồn dòng (Current sourse converter) được đặc trưng bởi tính cảm phía một chiều cũng như xoay chiều. Tính cảm này được tạo ra từ các cuộn kháng san bằng ở phía một chiều.Trong mạch này thì dòng một chiều tạo ra gần như là hằng, bộ biến đổi sẽ là nguồn áp hài với phía một chiều và nguồn dòng hài với phía xoay chiều. Các van có thể khóa điện áp ở cả hai chiều nhưng đòi hỏi chỉ dẫn dòng theo một chiều. Các bộ biến đổi lớn thường là loại nguồn dòng vì có thể có được các van thyristor chịu được dòng lớn.

Với điều kiện đối xứng hoàn toàn của hệ thống thì các dòng điện sinh ra trên các pha là như nhau.

Bộ biến đổi này không có trở kháng phía xoay chiều và kháng san bằng phía một chiều có giá trị vô cùng lớn. Dòng điện pha của bộ biến đổi có dạng các xung chữ nhật.

Các cuộn kháng điều khiển bằng thyristor

Bộ bù công suất phản kháng tĩnh

Bộ bù công suất phản kháng tĩnh (Static VAR compensator SVC) sử dụng các cuộn kháng được điều khiển bởi thyristor thường được sử dụng trong hệ thống truyền tải điện cao thế và trong một vài nhà máy công nghiệp như nhà máy sử dụng là hồ quang điện. Mục đích chính là để tạo ra khả năng điều khiển điện áp nhanh chóng và rất nhiều các tác dụng khác như giảm nhấp nháy (flicker), cải thiện hệ số công suất, cân bằng pha và tạo ổn định cho hệ thống điện.

Mọi thắc mắc xin liên hệ với chúng tôi qua :

CÔNG TY TNHH AT ĐÔNG DƯƠNG

Hotline : 096 883 6666 – 024 2200 7777

Email : kinhdoanh@atdongduong.com

Website : atdongduong.com