Sóng hài là gì? Tác hại của sóng hài và nguyên nhân gây ra sóng hài

Sóng hài là một dạng nhiễu không mong muốn gây ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng điện, từ đó tác động xấu đến các thiết bị điện gia dụng hoặc máy móc sử dụng trong các nhà máy. Để hiểu hơn về sóng hài, nguồn gốc gây ra sóng hài và tác hại của nó, hãy cùng SUNEMIT tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

Sóng hài là gì?

Sóng hài là một loại nhiễu không mong muốn xuất hiện trên đường truyền tải điện năng, gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng hệ thống điện và cần được chú ý khi tổng dòng điện hài vượt quá mức giới hạn cho phép.

Dòng điện hài là dòng có tần số là bội số của tần số cơ bản của lưới điện. Ví dụ: Điện lưới hoạt động ở tần số 50Hz, khi đó một đường dây điện có tần số 250Hz sẽ được xem là sóng hài bậc 5. Mức tần số này không phù hợp với các thiết bị sử dụng điện lưới nên dòng điện này sẽ được chuyển hóa thành dạng nhiệt, dẫn đến lãng phí và hao tổn điện năng.

Sóng hài được định nghĩa dựa trên sự xuất hiện của các dao động trong chu kỳ sóng, với tần số bằng số nguyên lần tần số cơ bản của hệ thống điện.

Công thức tính tần số của sóng hài là:

fh = h × fb

trong đó, h là một số nguyên dương.

Nguyên nhân gây ra sóng hài

Nguyên nhân gây ra sóng hài là do các tải phi tuyến trong hệ thống điện. Điện áp đầu vào của các tải phi tuyến có dạng hình sin nhưng dòng qua nó lại không có dạng hình sin.

Các tải phi tuyến này chính là các thiết bị điện tử, biến tần, bộ chuyển đổi năng lượng tái tạo, lò hồ quang, bộ khởi động điện tử,… Các thiết bị này tạo ra các thành phần sóng hài khác nhau và trả ngược lại lưới điện thông qua dây dẫn, kết hợp với tần số điện cơ bản và tạo ra các biến dạng, méo mó sóng tổng trong hệ thống phân phối điện.

Tác hại của sóng hài

Sóng hài là một loại nhiễu không mong muốn và chúng có thể gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng điện cũng như hiệu suất, tuổi thọ của các thiết bị, máy móc, cụ thể như sau:

• Gây quá nhiệt cho cáp điện, làm hỏng lớp cách điện.
• Gây quá nhiệt và làm giảm tuổi thọ động cơ, đồng thời có thể gây tiếng ồn lớn khi vận hành.
• Có thể gây quá nhiệt, quá tải CB và làm cháy nổ máy biến áp.
• Tác động bất ngờ đến các thiết bị bảo vệ mà không rõ nguyên nhân như máy cắt, Aptomat, cầu chì.
• Gây các ảnh hưởng nghiêm trọng đến tụ bù, như phá hỏng chất điện môi làm suy giảm tuổi thọ tụ bù, khiến tụ bị phồng, thậm chí gây nổ tụ bù.
• Sóng hài gây nhiễu và làm ảnh hưởng đến các thiết bị viễn thông, các hệ thống tự động hóa.
• Làm cho các thiết bị đo hoạt động không chính xác.
• Gây tổn hao và lãng phí điện năng…

Cách khắc phục sóng hài

Sóng hài không thể khử bỏ hoàn toàn mà chúng sẽ được giảm xuống đến một giá trị nhỏ nhất có thể thông qua nhiều phương pháp khác nhau. Dưới đây là một số biện pháp giúp giảm thiểu sóng hài hiệu quả và ít gây tốn kém nhất.

• Trong trường hợp nguồn lưới bị nhiễu nặng, có thể lọc nhiễu bằng cách dùng cuộn kháng AC hoặc cuộn kháng DC cho biến tần.
• Sử dụng giải pháp chỉnh lưu 12 xung – Đây là giải pháp cho hiệu quả giảm sóng hài cao nhất nhưng lại có quy trình phức tạp nhất.
• Sử dụng biến tần có sóng hài thấp – Là các loại biến tần được trang bị công nghệ giảm sóng hài mà không cần dùng tới bộ lọc ngoài hoặc các biến áp đa xung có tổng độ méo dạng hài dọng điện thấp hơn 5%.
• Sử dụng bộ lọc sóng hài để bù công suất, bù sóng hài điện áp và bù sóng hài dòng điện: Giải pháp này thường được sử dụng cho nhiều biến tần nối song song trên một đường dây phân phối điện.

Như vậy bài viết trên đây, SUNEMIT đã giới thiệu tới bạn đọc về định nghĩa sóng hài là gì, nguyên nhân gây ra sóng hài, tác hại của sóng hài và các cách giảm thiểu sóng hài. Hi vọng đã đem đến các thông tin hữu ích và giúp bạn đọc có thể ứng dụng trong công việc một cách hiệu quả.

Phạm Hân

Với niềm yêu thích đối với các nguồn năng lượng sạch, đặc biệt là năng lượng mặt trời, tôi hi vọng có thể mang đến cho độc giả những kiến thức bổ ích, giúp bất kỳ ai cũng có thể hiểu rõ về hệ thống điện mặt trời. Từ đó chọn sử dụng điện mặt trời không chỉ để giảm thiểu chi phí điện năng, mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường và hướng đến một tương lai xanh, bền vững hơn.