Sóng hài là gì? Tại sao người ta hay nói rằng sóng hài bậc cao gây ra thiệt hại lớn đến các thiết bị điện? Tham khảo bài viết dưới đây để tìm hiểu về khái niệm, nguyên nhân, tác hại cũng như cách khắc phục sóng hài hiện nay.
Sóng hài là gì?
Sóng hài là một dạng sóng nhiễu không mong muốn có dạng không sin. Loại sóng này có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của lưới điện và cần được lưu ý nếu tổng dòng điện hài cao hơn mức độ giới hạn cho phép.
Sóng hài là gì?
Khi xuất hiện sóng dài, nó làm tăng nhiệt độ của hệ thống làm quá tải đường dây và biến áp hoặc thậm chí gây ra cả hỏa hoạn. Việc tăng quá giới hạn cho phép có thể gây ra hư hỏng các thiết bị đang sử dụng điện, gây trì hoãn việc vận hành, ảnh hưởng lớn đến chất lượng điện, máy móc và thậm chí là nguy hiểm đến tính mạng con người.
Dòng điện hài là dòng điện có tần số là bội của tần số cơ bản. Trong hệ thống điện, tần số cơ bản là 50Hz và dòng 250Hz thì sẽ có sóng hài bậc 5. Đây là dòng điện không được phép sử dụng với các thiết bị trên lưới điện vì nó chuyển hóa điện năng thành nhiệt năng và gây ra nhiều tổn hao.
Nguyên nhân xuất hiện sóng hài
Sóng hài xuất hiện là do các phụ tải phi tuyến nối với các hệ thống phân phối trong hệ thống điện. Tải phi tuyến có điện áp đầu vào dạng hình sin nhưng dòng điện đi qua nó có dạng không sin.
Một dạng sóng bất kỳ là tổng của các dạng sóng hình sin. Khi chu kỳ này được đồng nhất sang chu kỳ khác, nó có thể được biểu diễn bằng các sóng sin cơ bản và có bội số của tần số cơ bản. Nó bao gồm sóng sin cơ bản, chuỗi của các dạng sóng hài sin bậc cao, được gọi là Fourier.
Tính toán được thực hiện độc lập với các hài riêng. Kết quả tính toán của mỗi tần số đều được kết hợp cùng một dạng của chuỗi Fourier để có dạng sóng ra tổng quát nếu cần.
Khi nửa chu kỳ âm, dương của một dạng sóng có dạng đồng nhất, chuỗi Fourier sẽ chứa các hài bậc lẻ. Và thực tế, chúng ta cũng chỉ cần lưu ý đến các sóng hài có bậc lẻ như 3, 5, 7….
Các bộ biến đổi năng lượng điện biến đổi thành các dạng khác nhau trong hệ thống điện làm tăng khả năng nhiễu sóng hài. Tải phi tuyến thông thường gồm có khởi động động cơ, các hệ truyền động điện, máy tính, các thiết bị điện tử khác, đèn điện tử và nguồn hàn…
>>>> Tham khảo: Cầu Dao Dùng Để Làm Gì? Phân Loại Và Nguyên Lý Hoạt Động
Tác hại của sóng hài
Sau khi đã tìm hiểu được sóng hài là gì, chúng tôi tin chắc bạn cũng đã biết chúng mang đến rất nhiều tác hại cho thiết bị điện, mạng lưới điện.
Điện Châu Á sẽ điểm ra những tác hại của sóng hài ngay dưới đây.
- Sóng hài có thể tạo nên công suất ảo ở tổng công suất tiêu thụ điện. Từ đó, làm tăng lượng điện năng tiêu thụ, tiêu hao điện năng và tăng chi phí sử dụng điện.
- Sóng hài gây hao tổn điện năng, khiến cho máy biến áp quá tải hoặc cháy gây ra rất nhiều nguy hiểm cho lưới điện.
- Gây ra tổn hao trên cuộn dây, lõi thép động cơ gây ra méo, rung lắc, gây tiếng ồn, phát nóng, có thể dẫn đến hỏng hộp số của động cơ.
Sóng hài gây ra nhiều ảnh hưởng nghiêm trọng đến các thiết bị điện
- Làm tăng nhiệt độ dây dẫn, phát nóng và cháy các dây dẫn điện gây tổn thất cho hệ thống điện.
- Sóng hài làm cho cầu dao nhảy không lý do, gây hỏng điện bù, điện áp N – G chênh lệch quá lớn.
- Các thiết bị điện trong hệ thống điện như cầu chì, aptomat, máy cắt có thể bị ảnh hưởng mà không rõ nguyên nhân.
- Gây ảnh hưởng nhiễu đến các thiết bị viễn thông, hệ thống tự động hóa hiện nay như role, PLC…
- Làm ảnh hưởng sai lệch đến các kết quả đo đạc.
- Dây dẫn trung tính 3 pha ở hệ thống điện có thể bị đốt nóng hoặc cháy.
- Gây các ảnh hưởng như giảm tuổi thọ tụ bù, phá hỏng chất điện môi, thậm chí gây nổ, nguy hiểm đến dòng điện và cả con người.
Cách khắc phục sóng hài bằng cuộn kháng
Nhìn nhận những tác hại của sóng hài đối với các thiết bị điện cũng như mạng lưới điện, mà chúng ta cần có các biện pháp khắc phục hiện tượng này.
Hiện nay, sử dụng cuộn kháng AC hoặc DC chặn sóng hài trong các tủ tụ bù là phương pháp được ứng dụng phổ biến nhất. Tụ bù sẽ được lắp đặt thêm cuộn kháng để đảm bảo được tuổi thọ và lọc sóng hài. Cách khắc phục này vừa giúp nâng cao chất lượng điện lưới vừa là giải pháp tốt nhất đối với các nguồn lưới điện bị nhiễu nặng cần có ứng dụng lọc.
Sử dụng cuộn kháng để lọc sóng hài là biện pháp phổ biến hiện nay
Hơn thế nữa, cuộn kháng sẽ giúp giảm sóng hài và làm cho các hình dạng của điện áp lưới hạn chế bị méo. Từ đó, tránh các hiện tượng sinh ra momen xoắn trục động cơ và giảm tình trạng hỏng hộp số….
Qua bài viết, chúng ta đã hiểu hơn về sóng hài là gì cũng như nguyên nhân và tác hại của hiện tượng này. Chúng gây ra nhiều ảnh hưởng nghiêm trọng đến thiết bị điện, kinh tế và có thể ảnh hưởng đến sự an toàn của con người. Vì vậy, hãy nhớ sử dụng cách khắc phục sóng hài để đem đến độ bền sử dụng cho các thiết bị của mạng lưới điện.
>>>>>> Xem thêm: Thiết Bị Điện Dân Dụng Panasonic Gồm Những Loại Nào?
