5 Phương pháp giảm nhiễu sóng hài trong mạch điện tốt nhất hiện nay

1. Sóng hài là gì?

Sóng hài (Harmonics) là các thành phần sóng điện có tần số là bội số nguyên của tần số cơ bản trong hệ thống điện. Ví dụ, nếu tần số cơ bản là 50 Hz, thì các sóng hài sẽ có tần số 100 Hz (bội số 2), 150 Hz (bội số 3), 200 Hz (bội số 4), và cứ thế tiếp tục. Những sóng này không phải là tín hiệu mong muốn mà thường là các dạng sóng méo, phát sinh do các thiết bị điện tử, thiết bị điều khiển, bộ chỉnh lưu, biến tần, máy biến áp và các tải phi tuyến tính khác.

Sóng hài gây ra hiện tượng méo sóng, làm suy giảm chất lượng điện năng, ảnh hưởng đến hoạt động ổn định của các thiết bị điện và mạng lưới điện.

2. Tác hại của sóng hài với lưới điện

Sóng hài gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng cho hệ thống điện, cụ thể:

2.1. Gây quá nhiệt cho thiết bị

Sóng hài làm tăng tổn thất điện năng trong dây dẫn và thiết bị điện do dòng điện có tần số cao sinh ra hiệu ứng skin và làm tăng điện trở của dây dẫn. Điều này làm cho các thiết bị như máy biến áp, động cơ, tụ bù và dây dẫn bị quá nhiệt, giảm tuổi thọ và dễ hỏng hóc.

2.2. Gây nhiễu và làm hỏng thiết bị điện tử

Các sóng hài làm nhiễu các thiết bị điện tử như biến tần, PLC, bộ điều khiển logic, thiết bị đo lường… Khi sóng hài vượt quá ngưỡng cho phép, các thiết bị có thể hoạt động sai lệch hoặc hỏng hóc.

2.3. Ảnh hưởng đến chất lượng điện năng

Sóng hài làm méo dạng sóng điện áp và dòng điện, gây ra hiện tượng mất cân bằng pha, sụt áp, làm giảm hiệu suất của hệ thống điện và gây ra các sự cố như nhảy aptomat, cháy nổ…

2.4. Tác động đến hệ thống truyền tải và phân phối

Sóng hài tạo ra dòng điện không mong muốn, làm quá tải hệ thống truyền tải, gây dao động điện áp và làm giảm hiệu quả truyền tải điện năng.

3. Các phương pháp giảm nhiễu sóng hài trong mạch điện

Để bảo vệ hệ thống điện và thiết bị, các phương pháp giảm nhiễu sóng hài đã được phát triển và ứng dụng rộng rãi. Dưới đây là 5 phương pháp phổ biến và hiệu quả nhất hiện nay.

3.1. Sử dụng bộ lọc sóng hài (Harmonic Filters)

Bộ lọc sóng hài là thiết bị dùng để loại bỏ hoặc giảm thiểu các thành phần sóng hài trong hệ thống điện. Bộ lọc được thiết kế để chặn tần số hài hoặc cộng hưởng với các sóng hài nhất định.

• Ưu điểm:

  • Giảm đáng kể các thành phần sóng hài cụ thể.

  • Bảo vệ thiết bị và cải thiện chất lượng điện năng.

  • Phù hợp với hệ thống điện có mức độ nhiễu cao.

• Nhược điểm:

  • Chi phí đầu tư ban đầu khá cao.

  • Cần bảo trì và hiệu chỉnh định kỳ.

  • Có thể gây cộng hưởng nếu thiết kế không đúng.

Có hai loại bộ lọc chính:

• Bộ lọc thụ động (Passive Filters): sử dụng cuộn cảm, tụ điện và điện trở để tạo ra mạch cộng hưởng loại bỏ sóng hài.

• Bộ lọc chủ động (Active Filters): sử dụng điện tử công suất để phát hiện và triệt tiêu sóng hài theo thời gian thực.

3.2. Sử dụng máy biến áp có cấu trúc đặc biệt

Máy biến áp với cuộn dây cách ly hoặc cấu trúc đặc biệt (ví dụ máy biến áp chữ K hoặc máy biến áp 3 pha 12 dây) giúp hạn chế sự truyền dẫn của sóng hài sang mạng lưới.

• Ưu điểm:

  • Giảm sóng hài truyền từ tải tới hệ thống nguồn.

  • Cải thiện chất lượng điện áp.

• Nhược điểm:

  • Chi phí máy biến áp đặc biệt cao hơn máy biến áp thông thường.

  • Không hoàn toàn loại bỏ được tất cả các sóng hài.

3.3. Thiết kế hệ thống và lựa chọn tải phù hợp

Lựa chọn các thiết bị điện tử và tải có hệ số méo hài thấp, thiết kế hệ thống cân bằng tải, sử dụng các bộ chỉnh lưu đa xung (ví dụ chỉnh lưu 12 xung, 18 xung) giúp giảm sinh sóng hài.

• Ưu điểm:

  • Giảm phát sinh sóng hài từ đầu nguồn.

  • Tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của hệ thống.

• Nhược điểm:

  • Cần phân tích và thiết kế kỹ lưỡng ngay từ đầu.

  • Đầu tư thiết bị cao cấp hơn có thể tăng chi phí.

3.4. Sử dụng thiết bị điều khiển công suất mềm (Soft Starter)

Thiết bị khởi động mềm giúp giảm dòng khởi động đột ngột và giảm sinh sóng hài so với các phương pháp khởi động trực tiếp.

• Ưu điểm:

  • Giảm dòng khởi động, hạn chế nhiễu sóng hài.

  • Tăng tuổi thọ thiết bị.

• Nhược điểm:

  • Không loại bỏ hoàn toàn sóng hài.

  • Phù hợp cho các ứng dụng khởi động máy móc.

3.5. Triệt tiêu sóng hài bằng bộ chuyển đổi điện tử công suất

Các bộ chuyển đổi điện tử công suất (như biến tần thế hệ mới) tích hợp chức năng triệt tiêu sóng hài chủ động bằng các thuật toán điều khiển tiên tiến.

• Ưu điểm:

  • Giảm sóng hài hiệu quả và linh hoạt.

  • Thích hợp với các hệ thống tự động hóa hiện đại.

  • Có thể điều chỉnh theo từng loại tải.

• Nhược điểm:

  • Chi phí cao.

  • Yêu cầu kỹ thuật vận hành và bảo trì cao.

4. Bảng phân tích các phương pháp giảm nhiễu sóng hài

5. Kết luận

Sóng hài là một vấn đề phổ biến và nghiêm trọng trong các hệ thống điện hiện đại. Việc hiểu rõ sóng hài là gì và tác hại của chúng giúp các kỹ sư và nhà quản lý có phương pháp xử lý phù hợp.

Hiện nay, có nhiều phương pháp giảm nhiễu sóng hài hiệu quả. Từ việc sử dụng bộ lọc thụ động và chủ động, đến thiết kế hệ thống tối ưu và sử dụng thiết bị điện tử công suất hiện đại. Mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng và phù hợp với từng loại hệ thống và yêu cầu khác nhau.

Việc lựa chọn phương pháp phù hợp giúp nâng cao chất lượng điện năng, kéo dài tuổi thọ thiết bị và giảm chi phí vận hành cho doanh nghiệp.

6. Mua thiết bị giảm sóng hài chính hãng, hiệu quả tại HDE

Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp và thiết bị giảm nhiễu sóng hài chất lượng cao, hãy đến với Công ty Cổ phần Điện Hải Dương (HDE). Chúng tôi cung cấp các bộ lọc sóng hài, máy biến áp cấu trúc đặc biệt, thiết bị khởi động mềm, biến tần tích hợp triệt tiêu sóng hài và các giải pháp tự động hóa toàn diện.

HDE cam kết:

• Cung cấp thiết bị chính hãng, có chứng nhận chất lượng quốc tế.

• Tư vấn giải pháp phù hợp theo nhu cầu thực tế của khách hàng.

• Dịch vụ lắp đặt, bảo trì, hỗ trợ kỹ thuật chuyên nghiệp, tận tâm.

• Giá cả cạnh tranh, bảo hành dài hạn.

Liên hệ hotline: 0978.093.697 để được tư vấn chi tiết và hỗ trợ tốt nhất.

Thông tin liên hệ:

• Hotline: 0978.093.697

——
Liên hệ tư vấn các thiết bị miễn phí theo Hotline: 0978.093.697
Facebook: Công Ty CP Điện Hải Dương – HDE
Youtube: HDE Tech
Tiktok: HDE Tech