Trong hệ thống điện, sóng cơ bản dao động với chu kỳ T và tần số 50 Hz. Nhiều thiết bị điện tử khi vận hành có tần số là bội số của 50 Hz. Khi tần số bằng bội số của 50 Hz, hiện tượng cộng hưởng xảy ra, gây méo toàn bộ hệ thống nguồn điện (hình sin bị biến dạng).
Ví dụ: Sóng hài bậc 3 có tần số: 3×50=150 Hz. Sóng hài bậc 5 có tần số: 5×50=250 Hz.
Câu 10: Sóng hài gây ra những ảnh hưởng gì?
Gợi ý trả lời:
Sóng hài gây:
- Tăng nhiệt độ, tăng tổn hao máy biến áp và động cơ.
- Tăng nhiệt độ dây dẫn do hiệu ứng bề mặt.
- Tăng sụt áp cuối đường dây.
- Làm các thiết bị điện tử làm việc không tin cậy.
- Làm rơ-le, MCB, MCCB tác động nhầm.
- Gây hư hỏng cụm tụ điện (phồng rộp, thủng,…).
- Giảm chất lượng sản phẩm.
Câu 11: Nêu các biện pháp kiểm soát và giảm sóng hài trong hệ thống điện.
Gợi ý trả lời:
Các biện pháp gồm:
- Cung cấp mạch điện riêng cho thiết bị gây sóng hài.
- Dùng tụ lọc sóng hài.
- Tăng tiết diện dây trung tính.
- Tăng số pha của cầu nắn.
- Sử dụng bộ lọc bậc cao, cuộn cảm nối tiếp, máy biến áp Zigzag, bộ lọc thụ động, bộ lọc chủ động.
Trước hết phải đo phổ hài và tổng độ méo điện áp/dòng điện tại điểm cần đánh giá. Tùy nguồn gây hài và đặc tính lưới có thể:
- Tách tải phi tuyến, tăng khả năng chịu dòng của dây trung tính khi có hài bậc ba và bố trí máy biến áp phù hợp.
- Dùng cuộn kháng đầu vào/DC choke, bộ chỉnh lưu nhiều xung hoặc thiết bị có hệ số công suất đầu vào tốt để giảm hài tại nguồn.
- Dùng bộ lọc thụ động đã tính toán cộng hưởng hoặc bộ lọc chủ động; phối hợp tụ bù với cuộn kháng chặn phù hợp thay vì lắp tụ đơn thuần.
- Dùng máy biến áp zigzag cho bài toán dòng thứ tự không/hài bậc ba trên dây trung tính khi thiết kế phù hợp; thiết bị này không xử lý mọi bậc hài.
Mục tiêu là đưa mức méo về giới hạn chấp nhận được, không phải “triệt tiêu” tuyệt đối.
Câu 12: So sánh cuộn cảm nối tiếp, máy biến áp Zigzag, bộ lọc thụ động và bộ lọc chủ động trong xử lý sóng hài.
Gợi ý trả lời:
- Cuộn cảm nối tiếp: đơn giản, thường dùng để lọc sóng hài do bộ điều khiển tốc độ động cơ một chiều tạo ra; tuy nhiên hiệu quả không cao, chỉ giảm khoảng 30–40% độ méo và có thể làm giảm hệ số công suất của tải.
- Máy biến áp Zigzag: được sử dụng để hạn chế dòng thứ tự không; nên đặt gần tải được bảo vệ để đạt hiệu quả cao. Có thể hạn chế khoảng 50% sóng hài.
- Bộ lọc thụ động: gồm các phần tử thụ động như cuộn cảm và tụ điện nhằm hạn chế các sóng hài. Hiện nay bộ lọc thụ động được sử dụng rộng rãi vì giá thành thấp hơn so với nhiều loại bộ lọc khác.
- Bộ lọc chủ động: tạo ra sóng hài có cùng biên độ với sóng hài bậc k nhưng ngược pha, từ đó giúp triệt tiêu các thành phần sóng hài của dòng điện. Bộ lọc chủ động có thể làm triệt tiêu nhiều sóng hài cùng một lúc, không ảnh hưởng tới tổng trở của hệ thống nên tránh được hiện tượng cộng hưởng. Tuy vậy, nhược điểm là phức tạp và đắt hơn bộ lọc thụ động, đồng thời không loại trừ được trong trường hợp có hiện tượng cộng hưởng, bộ lọc không loại trừ được.
Không dùng tỷ lệ giảm 30%, 40% hay 50% như giá trị chung; hiệu quả phải được xác nhận bằng mô phỏng và đo trước–sau tại cùng điểm đấu nối.
Câu 13: Thế nào là chế độ làm việc không đối xứng/mất cân bằng pha? Điều này gây ra những tác hại nào?
Gợi ý trả lời:
Chế độ không đối xứng là chế độ làm việc mà các pha không giống nhau về môđun hoặc pha hoặc cả hai.
Có hai chế độ:
- KĐX ngắn hạn (KĐX ngắn mạch)
- KĐX dài hạn (vận hành KĐX)
Tác hại:
- Xuất hiện dòng thứ tự nghịch và dòng thứ tự không.
- Dòng thứ tự không đi trên dây trung tính, gây tổn thất.
- Ảnh hưởng đến chế độ làm việc của hệ thống điện và các thiết bị điện.
- Gây thêm tổn thất phụ.
Câu 14: Nguyên nhân gây mất cân bằng pha? Làm thế nào để kiểm soát tình trạng này?
Gợi ý trả lời:
Nguyên nhân xuất hiện dòng trên dây trung tính:
- Phân phối tải trên từng pha không hợp lý.
- Đấu nối ban đầu không phù hợp.
- Thay đổi phụ tải trên các pha theo thời gian sử dụng.
- Công suất tiêu thụ trên từng pha khác nhau tại các thời điểm khác nhau.
Kiểm soát:
- Cân bằng lại phụ tải giữa các pha.
- Phân tải dựa trên biểu đồ phụ tải và công suất.
- Có thể thực hiện cân bằng pha thủ công hoặc tự động.
- Lập lịch kiểm tra định kỳ dây trung tính để phát hiện dòng điện bất thường.
Câu 15: Các giải pháp quản lý vận hành tối ưu đối với các phụ tải sử dụng động cơ điện.
Gợi ý trả lời:
Các giải pháp gồm:
- Xem xét thay thế các loại động cơ có cấp hiệu suất thấp bằng các loại động cơ có cấp hiệu suất cao.
- Lựa chọn động cơ có đặc tính làm việc phù hợp với đặc tính của tải;
- Không nên để động cơ vận hành non tải và quá tải trong thời gian dài;
- Cần có phương pháp khởi động của động cơ phù hợp với tính chất của tải;
- Nâng cao hệ số công suất và nâng cao chất lượng điện năng;
- Đối với động cơ cần điều chỉnh tốc độ, cần lựa chọn bộ điều khiển phù hợp và cũng hãng sản xuất với động cơ.
TRANG CHỦ
