Phương pháp phân tích, đánh giá mức độ không sin của điện áp, dòng điện trong hệ thống cung cấp điện nhà máy

Trong việc vận hành hệ thống cung cấp có nhiều bộ truyền động tốc độ biến đổi, người sử dụng lúc nào cũng đòi hỏi khắt khe về đáp ứng sóng điều hòa của bộ truyền động để cho người ta có thể kiểm tra sự hoạch định và cấu hình pha sao cho ở trong giới hạn của tiêu chuẩn yêu cầu.

Bởi vì dạng không sin của đường cong điện áp và dòng điện liên quan đến sự tăng tổn thất phụ công suất tác dụng và điện năng, tổn thất phụ công suất tác dụng tham gia vào cân bằng công suất chung của xí nghiệp, tổn thất phụ của điện năng làm tăng thêm số tiền phải trả khi dùng điện.

Điều này yêu cầu tính toán hài bậc cao mà nó phát sinh từ sự tương tác giữa bên này là tải nối vào và bên kia là máy biến áp của nguồn cung cấp. Các số liệu sau đây dùng cho yêu cầu tính toán hài bậc cao đối với dòng điện và điện áp một cách chính xác.

- Số bộ truyền động có điều chỉnh tốc độ trong hệ thống;

- Công suất trên trục ở thời điểm vận hành của bộ truyền động có điều chỉnh tốc độ;

- Dạng sơ đồ chỉnh lưu của bộ truyền động có điều chỉnh tốc độ (như 6-pha, 6-pha có lọc hài đường dây, 12-pha);

- Số liệu điện kháng đường dây (xoay chiều) của bộ truyền động có điều chỉnh tốc độ (điện áp ngắn mạch tương đối uk);

- Số liệu của máy biến áp (công suất định mức, điện áp ngắn mạch tương đối, điện áp định mức phía cao áp và phía hạ áp);

- Số liệu hệ thống cung cấp (công suất ngắn mạch).

Với hầu hết các bộ truyền động tốc độ biến đổi, các việc tính toán này được  thực  hiện dễ dàng và chính xác nhờ dụng cụ SIZER (của Siemens) hoặc CM4000T (của Schneider) kết hợp với phần mềm chuyên dụng.

Việc tính toán các hài bậc cao nói riêng, việc phân tích mức không sin của dòng  điện, điện áp trong lưới điện nhà máy   nói chung, có thể sử dụng các dụng cụ đo đặc biệt kết hợp với máy tính và phần mềm riêng.

Trên thanh góp hạ áp của tất cả các máy biến áp có khả năng phát sinh hài bậc cao cần thiết phải kiểm tra đo đạc, phân tích và ghi lại các phổ sóng hài. Tiến hành so sánh kết quả thu được với tiêu chuẩn áp dụng (chẳng hạn IEEE 519) để xác định mức hài ở hệ thống. Sau đó phân tích tìm ra nguyên nhân gây ra các sóng hài bậc cao làm xấu chất lượng nguồn điện, từ đó đưa ra các giải pháp giảm nhẹ sóng hài, nâng cao chất lượng nguồn điện trong nhà máy.

Dưới đây là dụng cụ của Schneider sử dụng phân tích, đánh giá chất lượng nguồn điện:

Dụng cụ Advance Power Meter CM4000T, phần mềm áp dụng là StruxureWare Power Monitering Expert


- Giá trị hiệu dụng (RMS) của điện áp và dòng điện;

- Mất cân bằng điện áp giữa các pha;

- Hệ số công suất (độ dao động, tổng cộng);

- Công suất biểu kiến, công suất tác dụng, công suất phản kháng;

- Tổng méo sóng hài điện áp;

- Tổng méo sóng hài dòng điện;

- Phổ sóng hài đầy đủ đến bậc hài thứ 50 dạng sóng tức thời;

- Dạng sóng miền thời gian của cả điện áp và dòng điện ở dạng sóng tức thời;

- Hiện tượng sụt, lồi, lõm điện áp và các hiện tượng chất lượng công suất khác nếu có.

Các điểm đo:

Hình vẽ mô tả lấy dạng sóng hài bằng CM4000T trong thời gian đánh giá chất lượng nguồn. Đánh giá mức độ sóng hài tại hiện trường, 2 điểm đo có thể được xác định là tại tủ phân phối chính và tại tủ điện phụ tải phi tuyến.


Giải pháp lọc sóng hài tích cực: Dòng điện phát ra sẽ triệt tiêu hầu như tất cả các thành phần hài bậc cao do tải phi tuyến sinh ra.