Ảnh hưởng của bộ biến đổi điện đến chất lượng điện năng trong nhà máy xi măng (P1)

>> Ảnh hưởng của bộ biến đổi điện đến chất lượng điện năng trong nhà máy xi măng (P2)
>> Ảnh hưởng của bộ biến đổi điện đến chất lượng điện năng trong nhà máy xi măng (P3)
>> Ảnh hưởng của bộ biến đổi điện đến chất lượng điện năng trong nhà máy xi măng (P4)

1. Chất lượng điện trong nhà máy

Thường người ta chỉ mới quan tâm đáp ứng các tiêu chuẩn về điện áp, tần số, hệ số công suất mà ít quan tâm đến tiêu chuẩn về méo sóng hài. Trong khi đó để đảm bảo các yêu cầu của công nghệ và nhằm mục đích sử dụng tiết kiệm và hiệu quả năng lượng điện, người ta đưa vào hệ thống điện rất nhiều bộ biến đổi điện nói chung, thiết bị biến đổi tần số nói riêng. Điều đó làm méo dạng sóng của dòng điện, điện áp gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng điện năng. Qua khảo sát lưới điện trong nhà máy thấy rằng, hầu hết các nút đều đảm bảo các tiêu chuẩn về điện áp, tần số, hệ số công suất, tuy nhiên, về độ méo sóng hài một số vị trí không đáp ứng yêu cầu. Nhiễu sóng hài đã gây ra nhiều tác hại như làm tăng dòng điện gây quá tải, làm nóng máy biến áp, động cơ điện, cáp dẫn điện; tăng khả năng gây cộng hưởng, dẫn đến quá điện áp làm hỏng các tụ bù; gây ra rung động và tiếng ồn trong động cơ, máy biến áp; gây nhiễu cho thiết bị thiết bị điện tử, thiết bị điều khiển, rơ le bảo vệ; gây tổn thất năng lượng, tăng chi phí đầu tư thiết bị.

Việc đo đạc, xác định chính xác các thành phần sóng hài tại các nút trong lưới điện nhà máy là rất cần thiết. Nhờ vậy thấy được rõ  ràng hơn những thiết bị nào là nguyên nhân gây ra méo sóng hài cũng như mức độ vượt quá là bao nhiêu, từ đó lập kế hoạch và có biện pháp, phương tiện xử lý hữu hiệu các thành phần hài bậc cao gây hại cho lưới điện. Dụng cụ phổ biến hiện nay dùng để đo đạc, phân tích và ghi lại hình dáng các dạng sóng và phổ hài của chúng là máy phân tích chất lượng nguồn điện như Kyiritsu, Hioki, Elite, Fluke...

Tiêu chuẩn sóng hài IEEE 519- 1992

Theo IEEE519-1992 - Tiêu chuẩn sóng hài trong hệ thống điện, tổng méo dạng hài (THD) là tỷ lệ của tổng hàm lượng biên độ các hài với biên độ cơ bản.
  Theo tiêu chuẩn này,  đối  với một mạng điện 400V, độ méo dạng sóng hài tổng điện áp (THDV) không vượt quá 5%, không có hài bậc lẻ nào quá 4% và không có hài bậc chẵn nào quá 2%. Bảng dưới đây tóm tắt các yêu cầu của tiêu chuẩn IEEE519-1992 đối với các sóng hài.
  Về dòng điện, mức độ sóng hàicủa tải dựa vào tỉ số I_SC/I_demand¹, theo bảng tiêu chuẩn IEEE519-1992. Việc đo đạc được thực hiện ở chế độ đầy tải nên I_demand = I_load.Do đó việc đánh giá hài dòng điện Total Distortion Demand (TDDI) tương ứng việc đánh giá theo Total Harm - monic Distortion(THD).
  Theo đó, để đánh giá chất lượng của dòng điện, cần xem xét 2 thông số:

I_sc: dòng ngắn mạch cực đại tại điểm đấu nối chung (PCC).

I_Load (IL): dòng tiêu thụ cực đại tại điểm đấu nối chung.

Đánh giá tại các trạm biến áp có trở kháng ngắn mạch 6 - 6,5%, nên tỉ số Isc/IL thường nằm vào khoảng 50 - 100. Do đó, giới hạn sóng hài cần cải thiện là TDD < 12%. Tương ứng THD < 12%.