Nghiên cứu một số giải pháp hạn chế sóng hài trong lưới điện nhằm nâng cao chất lượng điện năng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.85 MB, 75 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
PHẠM THỊ THUỲ DUNG
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP HẠN CHẾ SÓNG HÀI
TRONG LƯỚI ĐIỆN NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG
ĐIỆN NĂNG
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT ĐIỆN HƯỚNG THIẾT BỊ ĐIỆN
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. BÙI ĐỨC HÙNG
Hà Nội – Năm 2013
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
-1-
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
MỤC LỤC
Nội dung
Lời cam đoan
Các từ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục hình vẽ
Lời nói đầu
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG ................... - 9 1.1 Chất lượng điện năng ................................................................................... - 9 1.1.1 Chất lượng điện áp ...............................................................................- 11 1.1.2 Chất lượng tần số .................................................................................- 12 1.2 Chất lượng điện năng theo tiêu chuẩn IEEE – 1159: ................................ - 13 1.2.1 Hiện tượng quá độ (Transient) .............................................................- 15 1.2.2 Các biến thiên điện áp ngắn hạn ..........................................................- 17 1.2.3 Các biến thiên điện áp dài hạn .............................................................- 19 1.2.4 Mất cân bằng điện áp (Voltage Unblance) ..........................................- 21 1.2.5 Méo dạng sóng (Waveform Distotion)..................................................- 22 1.2.6 Dao động điện áp (Voltage Fluctuation) ..............................................- 23 1.2.7 Các dao động tần số (Power Frequency Variation).............................- 23 1.3 Kết luận chương 1 ..................................................................................... - 24 CHƯƠNG 2 – TỔNG QUAN VỀ SÓNG HÀI ................................................ - 25 2.1 Khái niệm về sóng hài ................................................................................ - 25 2.2 Méo dòng điện và điện áp .......................................................................... - 28 2.3 Các chỉ số cơ bản đánh giá tác động của sóng hài ..................................... - 29 2.3.1 Tổng méo sóng hài (THD) ....................................................................- 29 2.3.2 Tổng méo nhu cầu (TDD) .....................................................................- 30 2.4 Các nguồn sinh ra sóng hài........................................................................ - 30 2.4.1 Thiết bị có thể bão hồ mạch từ ...........................................................- 31 2.4.2 Thiết bị hồ quang ..................................................................................- 32 2.4.3 Bộ biến đổi công suất tĩnh ....................................................................- 33 2.5 Ảnh hưởng của sóng hài đến các thiết bị ................................................... - 35 2.5.1 Động cơ không đồng bộ ........................................................................- 36 2.5.2 Động cơ đồng bộ...................................................................................- 36 2.5.3 Máy biến áp ..........................................................................................- 36 2.5.4 Cáp điện ................................................................................................- 37 2.5.5 Các thiết bị đóng cắt .............................................................................- 37 2.5.6 Các tụ bù ...............................................................................................- 38 -
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
-2-
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
2.5.7 Rơle bảo vệ ...........................................................................................- 38 2.5.8 Các dụng cụ đo .....................................................................................- 39 2.5.9 Thiết bị chiếu sáng ................................................................................- 40 2.5.10 Các thiết bị điện tử công suất .............................................................- 41 2.5.11 Nhiễu điện thoại ..................................................................................- 41 2.5.12 Các thiết bị khác .................................................................................- 42 2.6 Các phương pháp đánh giá sóng hài........................................................... - 42 2.7 Các tiêu chuẩn cơ bản đối với sóng hài ...................................................... - 43 2.7.1 Tiêu chuẩn IEEE 519-1992 ..................................................................- 43 2.7.2 Tiêu chuẩn IEC về điều hoà..................................................................- 44 2.8 Hiệu quả kinh tế của việc giảm sóng hài ................................................... - 45 2.9 Kết luận chương 2 ...................................................................................... - 46 CHƯƠNG 3 – CÁC BIỆN PHÁP HẠN CHẾ SÓNG HÀI ĐỂ NÂNG CAO
CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG .......................................................................... - 47 3.1 Các biện pháp để hạn chế sóng hài............................................................. - 47 3.1.1 Giảm dịng điện hài trong phụ tải ........................................................- 47 3.1.2 Phương pháp đa xung ...........................................................................- 50 3.1.3 Sử dụng các bộ lọc ................................................................................- 51 3.2 Vị trí để điều chỉnh sóng hài ..................................................................... - 58 3.2.1 Trên các hệ thống phân phối của nhà cung cấp ...................................- 58 3.2.2 Trên các thiết bị của người sử dụng .....................................................- 58 3.3 Kết luận chương 3 ...................................................................................... - 59 CHƯƠNG 4 – THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM LỌC NHIỄU SÓNG HÀI .... - 60 4.1 Nhiệm vụ thí nghiệm .................................................................................. - 60 4.2 Thiết bị đo lường dùng trong thí nghiệm ................................................... - 60 4.3 Khảo sát tải ................................................................................................. - 61 4.4 Chọn bộ lọc sóng hài .................................................................................. - 64 4.4.1 Lựa chọn phương án .............................................................................- 64 4.4.2 Lựa chọn kiểu bộ lọc.............................................................................- 65 4.5 Nguyên lý của bộ lọc LC ............................................................................ - 65 4.5.1 Phương trình hàm truyền ......................................................................- 65 4.5.2 Lựa chọn thông số cho bộ lọc ...............................................................- 66 4.5.3 Sản phẩm ..............................................................................................- 68 4.6 Tiến hành đo kiểm nghiệm lại kết quả: ...................................................... - 68 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................................................................ - 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... - 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
-3-
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng đây là cơng trình nghiên cứu của tơi, có sự hỗ trợ từ
Giáo viên hướng dẫn là TS. Bùi Đức Hùng. Các nội dung nghiên cứu và kết quả
trong đề tài này là trung thực và chưa công bố trong bất cứ tài liệu nghiên cứu nào
trước đây. Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét,
tính tốn được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi trong phần tài
liệu tham khảo. Ngồi ra, đề tài cịn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số
liệu của các tác giả khác, và cũng được thể hiện trong phần tài liệu tham khảo.
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm
trước Hội đồng, cũng như kết quả luận văn của mình.
Hà Nội, ngày
tháng
năm 2013
Tác giả
Phạm Thị Thuỳ Dung
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
-4-
IEEE
CÁC TỪ VIẾT TẮT
Viện kỹ thuật điện và điện tử
IEC
Uỷ ban điện quốc tế
ANSI
Viện các tiêu chuẩn Mỹ
δU
Độ lệch điện áp
U
Điện áp thực tế trên cực các thiết bị dùng điện
Uđm
Điện áp định mức
ΔU
Độ dao động điện áp
Δf
Độ lêch tần số
Un
Hệ số khơng cân bằng
ω
Tần số góc
θ
Góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp
I h , Vh
Dịng điện và điện áp của sóng hài bậc h
φh, θh
Góc pha của dịng điện và điện áp của sóng hài bậc h
THD
Tổng méo sóng hài
TDD
Tổng méo nhu cầu
IL
Dịng điện tải nhu cầu lớn nhất tại thành phần tần số cơ bản và tại
điểm kết nối chung PCC
PCC
Điểm giữa hộ sử dụng và hệ thống phân phối
ISC
Dòng điện ngắn mạch tại điểm PCC
fc
Tần số cắt
L
Điện cảm
C
Điện dung
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
Bảng 1.1
-5-
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
DANH MỤC CÁC BẢNG
Phân nhóm và các đặc tính của các hiện tượng điện từ trong hệ thống
điện.
Bảng 2.1
Giới hạn méo điện áp hài ở tỉ lệ phần trăm điện áp tần số cơ bản định
mức
Bảng 2.2
Giới hạn méo dòng điện hài Ih tỉ lệ phần trăm của IL
Bảng 4.1
Thông số kỹ thuật đo điện áp của Energytest 2020E
Bảng 4.2
Thơng số kỹ thuật đo dịng điện của Energytest 2020E
Bảng 4.3
Thông số kỹ thuật đo các bậc sóng hài của Energytest 2020E
Bảng 4.4
Thơng số cơ bản của pha A
Bảng 4.5
Thông số hài bậc cao của pha A
Bảng 4.6
Thông số cơ bản của pha B
Bảng 4.7
Thông số hài bậc cao của pha B
Bảng 4.8
Thông số cơ bản của pha C
Bảng 4.9
Thông số hài bậc cao của pha C
Bảng 4.10
Thông số cơ bản khi dùng hay không dùng bộ lọc thông LC
Bảng 4.11
Thông số và chỉ số của điện áp khi dùng bộ lọc thông LC
Bảng 4.12
Thông số và chỉ số của dịng điện khi dùng bộ lọc thơng LC
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
-6-
Hình 1.1
DANH MỤC HÌNH VẼ
Phi tuyến xung dịng điện do sét đánh
Hình 1.2
dịng q độ dao động
Hình 1.3
Sự sụt giảm điện áp gây ra bởi lỗi chạm đất một pha
Hình 1.4
Hình biểu diễn điện áp lồi gây ra bởi lỗi chạm đất một pha
Hình 1.5
Trị hiệu dụng của điện áp ba pha khi xảy ra ngắt do sự cố
Hình 1.6
Đồ thị minh hoạ dạng sóng của sụt áp
Hình 1.7
Dạng sóng q điện áp
Hình 1.8
Dạng sóng của mất điện áp
Hình 1.9
Dạng sóng của biến đổi tần số
Hình 2.1
Dạng sóng hình sin và dạng sóng hình sin bị biến dạng do sóng hài
Hình 2.2
Tín hiệu méo
Hình 2.3
Phân tích tín hiệu
Hình 2.4
Điện áp hài gây ra bởi các dịng điện hài chảy trong hệ thống
Hình 2.5
Các tải phát sóng hài
Hình 2.6
Tình trạng nguy hiểm của các dịng điện trong dây trung tính
Hình 2.7
Nhiễu các đường dây thơng tin
Hình 3.1
Máy biến áp đấu ziczac được dùng như một bộ lọc sóng hài bậc 3
Hình 3.2
Cuộn kháng đường dây 3 pha
Hình 3.3
Các bộ lọc thụ động thường gặp
Hình 3.4
Bộ lọc thụ động kiểu nối tiếp
Hình 3.5
Cấu trúc của bộ lọc thơng thấp LC
Hình 3.6
Hình ảnh bộ lọc thơng thấp
Hình 3.7
Mạch thay thế tương đương khi lắp bộ lọc tụ C
Hình 3.8
Nguyên lý làm việc của bộ lọc tích cực
Hình 3.9
Sơ đồ bộ lọc lắp cho mạch điều chỉnh tốc độ động cơ bằng Inverter
Hình 3.10
Sơ đồ nối bộ lọc tích cực làm việc nối tiếp với lưới
Hình 3.11
Sơ đồ nối bộ lọc tích cực làm việc song song với lưới
Hình 3.12
Sơ đồ bộ lọc tích cực hỗn hợp nối với lưới
Hình 3.13
Thiết bị lọc tích cực của ABB
Hình 4.1
Ảnh chụp máy đo dạng sóng và phân tích phổ tần Energytest 2020E
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
-7-
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
Hình 4.2
Sơ đồ mạch lọc thơng thấp LC trong hệ thống
Hình 4.3
Sơ đồ tương đương của mạch lọc trong hệ thống
Hình 4.4
Phương trình đáp ứng hàm truyền F theo tần số
Hình 4.5
Hình chụp cuộn kháng
Hình 4.6
Sản phẩm bộ lọc LC
Hình 4.7
Sơ đồ đấu dây của bộ lọc thơng thấp LC
Hình 4.8
Đường cong dịng điện và điện áp
Hình 4.9
Biểu diễn phổ dòng hài
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
-8-
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
LỜI NÓI ĐẦU
Vài thập niên trở lại đây, Việt Nam là một quốc gia thường được nhắc đến
như một hiện tượng phát triển ở khu vực Đông Nam Á với tốc độ tăng trưởng liên
tục ở mức cao và giữ ổn định. Đặc biệt, nhu cầu điện năng phục vụ cho một đất
nước phát triển nhanh, yêu cầu đặt ra cho ngành điện lực không những đáp ứng đủ
nhu cầu điện năng cho khách hàng mà còn đảm bảo chất lượng điện năng theo các
tiêu chuẩn hiện hành. Chính vì thế mà Chính phủ và Tập đồn Điện lực Việt Nam
đã đề ra các biện pháp để tiết kiệm điện như dùng các thiết bị tiết kiệm điện và đặc
biệt là giảm tổn thất điện năng.
Tổn thất điện năng ở nước ta thuộc loại cao trong khu vực. Tổn thất điện
năng có thể kể đến bốn nguyên nhân sau: Một số thiết bị sử dụng trên lưới cũ và
làm việc kém hiệu quả, Ở nhiều nơi đường dây dài và xuống cấp, Hệ số cosφ trên
lưới thấp và méo dạng sóng làm giảm chất lượng điện năng.
Đề tài luận văn tốt nghiệp này đi sâu vào nguyên nhân thứ tư tức là nghiên
cứu về sóng hài, ảnh hưởng của nó tới chất lượng điện năng và các giải pháp hạn
chế nó.
Đề tài đã được hồn thành, ngồi sự nỗ lực của bản thân cịn có sự chỉ bảo,
giúp đỡ động viên của các Thầy, Cơ, gia đình, bạn bè và đồng nghiệp. Tôi xin gửi
lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy giáo T.S Bùi Đức Hùng – Bộ môn Thiết bị Điện –
Điện tử – trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, người đã luôn động viên, khích lệ và
tận tình hướng dẫn tơi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Vì thời gian nghiên cứu có hạn nên bản luận văn khơng tránh khỏi những
thiếu sót, nên rất mong các Thầy, Cơ và các bạn góp ý để nội dung của đề tài được
hồn thiện hơn.
Vũng Tàu, ngày
tháng
năm 2013
Tác giả
Phạm Thị Thuỳ Dung
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
-9-
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG
1.1 Chất lượng điện năng
Có nhiều định nghĩa khác nhau về chất lượng điện năng dựa trên quan điểm
của các bên liên quan, ví dụ:
-
Phía nhà cung cấp điện có thể định nghĩa chất lượng điện năng như là độ
tin cậy và chỉ ra bằng các thống kê độ tin cậy của hệ thống.
-
Các nhà sản xuất thiết bị dùng điện lại có thể định nghĩa chất lượng điện
năng như các đặc tính của nguồn điện cung cấp cho thiết bị điện làm việc
một cách tối ưu. Điều này sẽ là khác nhau cho các thiết bị khác nhau và
các nhà sản xuất khác nhau.
Tuy nhiên xét cho cùng thì quan điểm về chất lượng điện năng phải được
xem xét trên quan điểm của người sử dụng. Chính vì vậy trong phạm vi của luận
văn này sẽ sử dụng định nghĩa về chất lượng điện năng trên quan điểm của Roger C.
Dugan là “bất kì một vấn đề điện năng nào cho biểu thị qua sai lệch của điện áp,
dòng điện hay tần số làm cho các thiết bị của người sử dụng bị hỏng hoặc hoạt
động sai” [8].
Ngày nay cùng với xu thế phát triển của nền kinh tế quốc dân là nhu cầu đòi
hỏi về điện năng ngày càng lớn cả về số lượng và chất lượng. Đồng thời là sự phát
triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật làm cho việc áp dụng các công nghệ tiên
tiến trong nhiều lĩnh vực khác nhau, dẫn đến sự ra đời hàng loạt các máy móc thiết
bị hiện đại, đòi hỏi yêu cầu hết sức nghiêm ngặt về chất lượng điện năng, độ tin cậy
và an toàn cung cấp điện… Điều này đặt ra cho hệ thống cung cấp điện vừa phải
đáp ứng được lượng điện năng tiêu thụ, mặt khác phải đảm bảo được chất lượng
điện năng yêu cầu. Để làm được điều này đòi hỏi chúng ta phải làm tốt từ khâu thiết
kế đến vận hành tồn bộ hệ thống điện. Trong đó vấn đề chất lượng điện năng đóng
vai trị quan trọng trong các q trình cơng nghệ sản xuất. Do việc tăng nhịp độ các
quá trình sản xuất, nâng cao năng suất lao động bằng cách hồn thiện các quy trình
cơng nghệ đang có và áp dụng các quy trình mới ở các xí nghiệp cơng nghiệp,
người ta dùng càng nhiều các bộ biến đổi kiểu van (dùng đèn thuỷ ngân hoặc bán
dẫn), các máy hàn điện một pha hoặc ba pha, lò hồ quang công suất lớn cũng như
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
- 10 -
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
các máy biến áp điện lực và đèn phóng điện trong khí có đặc tính Vôn – Ampe (VA) phi tuyến. Việc sử dụng các thiết bị nói trên làm xấu chất lượng điện năng vì
đường cong của dịng điện và điện áp trong hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp
cơng nghiệp bị biến dạng rất nhiều. Do đó việc tìm ra ngun nhân cũng như nâng
cao các phương pháp nhằm cải thiện chất lượng điện năng có ý nghĩa đặc biệt quan
trọng. Chất lượng điện năng ảnh hưởng nhiều đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật
của hộ dùng điện. Các thiết bị dùng điện chỉ có thể làm việc với hiệu quả tốt trong
trường hợp điện năng có chất lượng cao, ngược lại chất lượng điện năng thấp thì
chế độ làm việc của thiết bị điện bị ảnh hưởng và kém hiệu quả, đơi khi cịn gây ra
những thiệt hại lớn về kinh tế. Do đó việc nâng cao chất lượng điện năng là một vấn
đề quan trọng và cần thiết.
Nhà cung cấp điện và người sử dụng điện năng ngày càng quan tâm hơn về
chất lượng điện. Yêu cầu của chất lượng điện năng đã trở thành một trong những
thuật ngữ được nhắc đến nhiều nhất trong ngành công nghiệp điện từ cuối những
năm 1980. Những năm gần đây người ta quan tâm hơn đến chất lượng điện năng vì
các lí do sau:
- Sự tiến bộ hơn của các thiết bị tải, với sự điều khiển dựa trên bộ vi xử lý và
các thiết bị điện tử, chúng đặc biệt nhạy cảm với sự thay đổi của chất lượng điện
năng hơn so với các thiết bị thuộc thế hệ cũ hơn.
- Yêu cầu của hiệu quả tổng thể hệ thống điện ngày càng cao dẫn đến sự ứng
dụng thiết bị nhiều hơn để hiệu suất tăng, bộ điều khiển tốc độ động cơ và tụ bù
ngang để hiệu chỉnh công suất, tăng hệ số công suất để giảm tổn thất… Chính các
thiết bị này làm gia tăng mức độ sóng hài trong hệ thống và có nhiều người quan
tâm đến sự tác động của sóng hài đến hệ thống điện hiện tại và trong tương lai.
- Người tiêu thụ có nhận thức ngày càng cao về chất lượng điện năng. Lợi
ích của khách hàng sẽ trở nên tốt hơn khi có nhiều thơng tin hơn về sự mất điện, sụt
áp, quá trình quá độ khi chuyển mạch, sự méo dạng sóng… và điều đó thách thức
ngành điện cần phải nâng cao hơn nữa chất lượng cung cấp điện.
Điểm chung cho mọi mối quan tâm hiện nay về chất lượng điện năng là tiếp
tục thúc đẩy tăng hiệu suất cho khách hàng. Các nhà sản xuất muốn nhanh hơn, sản
xuất nhiều hơn, máy móc hiệu quả hơn, nên điện lực ln nỗ lực tăng chất lượng
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
- 11 -
điện năng bởi vì nó giúp khách hàng của họ có lợi hơn cũng như giúp hạn chế đầu
tư lớn vào các trạm biến áp hoặc nhà máy điện… bằng cách sử dụng các thiết bị tải
có hiệu quả hơn. Các thiết bị được cài đặt để tăng năng suất thường là các thiết bị
chịu ảnh hưởng nhiều nhất bởi sự gián đoạn từ nguồn cung cấp. Các thiết bị này đôi
khi là nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm chất lượng điện năng. Khi tồn bộ q
trình được tự động, hoạt động hiệu quả của máy móc và việc điều khiển chúng ngày
càng phụ thuộc vào chất lượng điện năng. Hai chỉ tiêu quan trọng của chất lượng
điện năng là chất lượng điện áp và chất lượng tần số.
1.1.1 Chất lượng điện áp
Điện áp là một trong những chỉ tiêu quan trọng của chất lượng điện năng.
Chất lượng điện áp được đánh giá thông qua các chỉ tiêu về độ lệch điện áp, độ dao
động điện áp, độ không đối xứng và mức độ khơng sin của điện áp. Trong đó chỉ
tiêu về độ lệch điện áp là quan trọng nhất [1]. Trong quá trình vận hành mạng điện,
phụ tải thay đổi liên tục trong suốt thời gian ngày và đêm nên tổn thất điện áp trong
mạng điện cũng thay đổi theo làm cho giá trị độ lệch điện áp ở hộ tiêu thụ và thiết
bị điện riêng rẽ cũng thay đổi. Để đảm bảo được độ lệch điện áp ở hộ tiêu thụ nằm
trong giới hạn cho phép cần phải tiến hành điều chỉnh điện áp trong mạng điện xí
nghiệp, mạng phân phối, mạng truyền tải, nhà máy điện thông qua các tiêu chuẩn về
độ lệch điện áp trong quá trình vận hành mạng.
• Độ lệch điện áp so với điện áp định mức của lưới điện:
𝛿𝛿𝛿𝛿 =
𝑈𝑈 − 𝑈𝑈đ𝑚𝑚
100
𝑈𝑈đ𝑚𝑚
U là điện áp thực tế trên cực các thiết bị dùng điện, δU phải thỏa mãn điều
kiện: 𝛿𝛿𝑈𝑈 − ≤ 𝛿𝛿𝛿𝛿 ≤ 𝛿𝛿𝑈𝑈 + (trong đó δU- và δU+ là giới hạn dưới và giới hạn trên
của độ lệch điện áp).
• Độ dao động điện áp:
Sự biến thiên nhanh của điện áp được tính theo cơng thức:
∆𝑈𝑈 =
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
𝑈𝑈𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 − 𝑈𝑈𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
100
𝑈𝑈đ𝑚𝑚
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
- 12 -
Tốc độ biến thiên từ Umin đến Umax không được nhỏ hơn 1% /giây. Dao động
điện áp gây ra dao động ánh sáng, gây nhiễu các thiết bị điện tử, ảnh hưởng không
tốt đến sức khỏe của người sử dụng điện.
• Độ khơng đối xứng:
Phụ tải không đối xứng dẫn đến điện áp các pha không đối xứng, sự không
đối xứng này được đặc trưng bởi thành phần thứ tự nghịch U2 của điện áp. Điện áp
không đối xứng làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, tăng tổn thất điện năng.
• Độ khơng sin:
Các thiết bị điện có đặc tính phi tuyến như máy biến áp vận hành ở chế độ
không tải, thiết bị chỉnh lưu… làm biến dạng đường đồ thị điện áp làm cho nó
khơng cịn hình sin, do đó xuất hiện các sóng hài bậc cao. Các sóng hài bậc cao này
gây ra hiện tượng giảm điện áp thất thường, phát nóng thiết bị, tăng tổn thất sắt từ
trong động cơ, tăng tổn thất điện trong lưới điện và thậm chí gây cộng hưởng trong
lưới làm phá huỷ các thiết bị điện.
1.1.2 Chất lượng tần số
Tần số là một chỉ tiêu hệ thống của chất lượng điện năng. Độ lệch tần số là
như nhau đối với toàn bộ hệ thống điện, bởi vì giá trị tần số ở thời điểm nào đó
được xác định bằng tốc độ quay của máy phát điện. Trong các chế độ xác lập bình
thường tất cả các máy phát có tốc độ đồng bộ. Do đó chất lượng tần số được đánh
giá bằng độ lệch tần số với định mức và độ dao động tần số [1].
• Độ lệch tần số so với tần số định mức:
∆𝑓𝑓 =
𝑓𝑓 − 𝑓𝑓đ𝑚𝑚
100
𝑓𝑓đ𝑚𝑚
Độ lệch tần số phải nằm trong giới hạn cho phép: ∆𝑓𝑓𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 ≤ ∆𝑓𝑓 ≤ ∆𝑓𝑓𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
Hay tần số phải nằm trong giới hạn cho phép: 𝑓𝑓𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 ≤ 𝑓𝑓 ≤ 𝑓𝑓𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
Trong đó:
fmin = fđm - ∆fmin
fmax = fđm - ∆fmax
• Độ dao động tần số:
Độ dao động tần số được đặc trưng bởi độ lệch giữa giá trị lớn nhất và
nhỏ nhất của tần số khi tần số biến thiên nhanh với tốc độ lớn hơn giá trị cho phép.
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
- 13 -
1.2 Chất lượng điện năng theo tiêu chuẩn IEEE – 1159:
Khởi đầu từ cách phân loại các yếu tố chất lượng điện năng của IEC, uỷ ban
hợp tác các tiêu chuẩn 22 của IEEE (IEEE SCC22) đã phát triển các thực tế được
khuyến nghị cho việc giám sát chất lượng điện năng được trình bày trong IEC [8].
Dưới đây ta cùng nhìn lại lịch sử của quá trình đưa ra những tiêu chuẩn liên quan
đến chất lượng điện năng đã được IEEE giới thiệu:
• ANSI/IEEE – 519 – 1981: hướng dẫn của IEEE về kiểm sốt sóng hài
và bù cơng suất phản kháng của thiết bị chỉnh lưu.
• IEEE – 519 – 1992: các quy phạm và u cầu về việc kiểm sốt sóng
hài trong hệ thống điện [6].
• IEEE – C62.48 – 1995: hướng dẫn của IEEE về tác động qua lại giữa
các nhiễu loạn trong hệ thống điện và thiết bị bảo vệ xung kích.
• IEEE – 1159 – 1995: tiêu chuẩn của IEEE về vấn đề giám sát chất
lượng điện năng.
• IEEE – 1250 – 1995: hướng dẫn của IEEE về vấn đề giám sát và bảo
trì với các thiết bị nhạy cảm với những nhiễu loạn điện áp thống qua.
• IEEE – 493 – 1997: tiêu chuẩn của IEEE về các quy phạm thiết kế hệ
thống điện trong lĩnh vực thương mại và cơng nghiệp để đảm bảo độ
tin cậy.
• IEEE – C57.18 – 10 – 1998: các quy phạm và yêu cầu đối với những
máy biến áp chỉnh lưu công suất bán dẫn.
• IEEE – 1346 – 1998: các quy phạm để đánh giá tính tương thích của
hệ thống điện với những thiết bị điện tử.
• IEEE – 1159.3 – 2003: các quy phạm về vấn đề chuyển giao dữ liệu
chất lượng điện năng.
• IEEE – 1531 – 2003: hướng dẫn của IEEE về việc ứng dụng và các
thông số kỹ thuật của các bộ lọc sóng hài.
• IEEE – 1564 – draft 6: các quy phạm cho việc thiết lập các chỉ số về
sụt áp ngắn hạn.
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
- 14 -
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
IEEE đã phân loại các yếu tố chất lượng điện năng dựa trên tần số, khoảng
thời gian tồn tại và biên độ của mỗi yếu tố. Trên cơ sở đó, IEEE đã thành lập được
bảng tổng phân loại và tính chất của các hiện tượng điện từ của hệ thống điện, bảng
này đưa ra các thông tin tuân theo tần số, khoảng thời gian, biên độ tương ứng với
các hiện tượng điện từ của mỗi yếu tố được phân loại. Hiện nay trên thế giới rất
nhiều cơ quan quản lý điện, tiêu chuẩn hay các hãng sản xuất sử dụng bảng phân
loại yếu tố chất lượng điện năng IEEE, ví dụ như Schneider, Siemens…
Bảng 1.1 Phân nhóm và các đặc tính của các hiện tượng điện từ trường trong
hệ thống điện [8]
Nhóm
Phạm vi phổ tần Thời gian tồn Biên độ điện
chuẩn
tại chuẩn
áp chuẩn
1.1.1 Nano giây
5-ns
< 50 ns
0-4 pu
1.1.2 Micro giây
1-µs
50 ns-1ms
0-8 pu
1.1.3 Mili giây
0.1-ms
>1ms
0-4 pu
1.2.1 Tần số thấp
< 5kHz
0,3-50 ms
1.2.2 Tần số trung bình
5-500kHz
20 µs
1.2.3 Tần số cao
0,5-5 MHz
5 µs
1 Hiện tượng quá độ
1.1 Xung kích
1.2 Dao động
2 Biến thiên điện áp ngắn
hạn
2.1 Tức thời (Instantaneous)
2.1.1 Ngắt điện
0,5-30 chu kì
<0,1 pu
2.1.2 Sụt áp
0,5-30 chu kì
0,1-0,9 pu
2.1.3 Tăng áp
0,5-30 chu kì
1,1-1,8 pu
2.2.1 Ngắt điện
30 chu kì –3 s
<0,1 pu
2.2.2 Sụt áp
30 chu kì –3 s
0,1-0,9 pu
2.2 Thoáng qua (Momentary)
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
- 15 -
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
Phạm vi phổ tần Thời gian tồn Biên độ điện
Nhóm
chuẩn
tại chuẩn
áp chuẩn
30 chu kì –3 s
1,1-1,4 pu
2.2.1 Ngắt điện
3s –1 phút
<0,1 pu
2.2.2 Sụt áp
3s –1 phút
0,1-0,9 pu
2.2.3 Tăng áp
3s –1 phút
1,1-1,2 pu
3.1 Mất áp
> 1 phút
0,0 pu
3.2 Sụt áp
> 1 phút
0,8-0,9 pu
3.3 Quá áp
> 1 phút
1,1-1,2 pu
4 Mất cân bằng điện áp
Ổn định
0,5-2%
Ổn định
0-0,1%
2.2.3 Tăng áp
2.3 Tạm thời (Temporary)
3 biến thiên điện áp dài hạn
5 Méo dạng sóng
5.1 Thành phần một chiều
5.2 Sóng hài
0-100th điều hoà
Ổn định
0-20%
5.3 Đa hài
0-6kHz
Ổn định
0-2%
5.4 Notching (dạng vết cắt
Ổn định
trên sóng)
5.5 Nhiễu hỗn tạp
Băng tần rộng
6 Dao động điện áp
<25Hz
7 Biến thiên tần số hệ thống
điện
Ổn định
0-1%
0,1-7%
<10s
Chú ý: s=giây, ns nano giây, µs = micro giây, ms = mili giây, kHz = kilohertz,
MHz = megahertz, pu(per unit) đơn vị tương đối
1.2.1 Hiện tượng quá độ (Transient)
Quá độ là thuật ngữ thường xun sử dụng trong các bài tốn phân tích hệ
thống điện. Đó là sự chuyển tiếp từ trạng thái ổn định điện này sang trạng thái ổn
định khác [5]. Trong vấn đề chất lượng điện năng thì định nghĩa trên dùng để miêu
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
- 16 -
tả các trạng thái bất thường xảy ra đối với hệ thống điện đó là quá độ xung và quá
độ dao động:
1.2.1.1 Quá độ xung (Impulsive Transient):
Quá độ xung kích là một sự thay đổi đột nhiên trong điều kiện làm việc ổn
định của điện áp hoặc dòng điện hay cả hai mà sự thay đổi này khơng làm thay đổi
giá trị cực tính của điện áp hay dòng điện (khởi đầu điện áp hay dịng điện có thể là
âm hay dương). Đặc trưng của quá độ xung kích là độ dốc của xung và thời gian tắt,
ví dụ điện áp của hệ thống điện đột ngột tăng cao từ vài chục Volt đến hàng nghìn
Volt trong thời gian một vài mili giây sau đó giảm dần biên độ và tắt.
Nguyên nhân thường do sét trực tiếp tác động vào hệ thống điện và giảm
biên độ dọc theo đường dây. Quá độ xung thường kích thích các tần số cơ bản của
hệ thống điện gây ra q độ dao động.
Hình 1.1: Phi tuyến xung dịng điện do sét đánh [8]
1.2.1.2 Quá độ dao động (Oscillatory Transient):
Quá độ dao động thường xảy ra thay đổi đột ngột tần số điện áp, tần số dòng
điện hoặc cả hai theo hai cực dương và âm của nguồn điện. Khi quá độ dao động
xảy ra, điện áp và dòng điện có giá trị tức thời theo cực xảy ra rất nhanh.
-
Quá độ tần số cao: quá độ mà các dao động có thành phần chính cao
hơn 500kHz được coi là quá độ tần số cao. Các quá độ này thường là kết quả của
đáp ứng hệ thống cục bộ với xung quá độ.
-
Quá độ tần trung bình: quá độ mà thành phần tần số chính giữa 5kHz
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
- 17 -
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
và 500kHz được định nghĩa là quá độ tần trung bình. Các quá độ này thường là kết
quả của đáp ứng hệ thống với xung quá độ.
-
Quá độ tần thấp: Quá độ mà thành phần tần số chính nhỏ hơn 5kHz
đến 500kHz thường gặp trong truyền tải và phân phối gây bởi nhiều nguyên nhân.
Ngoài ra cịn có các q độ dao động nhỏ hơn tần số 300kHz do hiện tượng
cộng hưởng sắt từ, do các dàn tụ mắc nối tiếp … sinh ra.
Hình 1.2: Dòng quá độ dao động [8]
1.2.2 Các biến thiên điện áp ngắn hạn
Các biến đổi này là do tình trạng khởi động các phụ tải lớn, yêu cầu cung cấp
ngay một dịng điện lớn từ hệ thống hay đơi khi chỉ là các tình trạng hệ thống bị sự
cố như ngắn mạch thoáng qua. Đặc trưng của độ lệch điện áp dưới các dạng sau:
1.2.2.1 Điện áp lõm:
Thuật ngữ lõm điện áp (Sag-Dip) đã được sử dụng trong nhiều năm để mô tả
độ suy giảm của điện áp trong một khoảng thời gian nào đấy. Mặc dù lõm điện áp
không được chính thức định nghĩa, nhưng các nhà phân phối điện năng ngày càng
sử dụng nhiều thuật ngữ này, các nhà sản xuất thiết bị và hộ tiêu dùng tương tự
cũng chấp nhận và sử dụng. Điện áp lõm được hiểu là mức suy giảm điện áp trong
khoảng 10% đến 90% giá trị điện áp hoặc dòng điện tại tần số cơng nghiệp trong
khoảng thời gian từ nửa chu kì (50Hz-10ms) đến một phút.
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
- 18 -
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
Hình 1.3 Sự sụt giảm điện áp gây ra bởi lỗi chạm đất một pha
(a) Giá trị hiệu dụng
(b) Dạng sóng
[8]
1.2.2.2 Điện áp lồi:
Được định nghĩa là sự tăng của điện áp trong khoảng 110% đến 180% lần
giá trị điện áp hiệu dụng hay dòng điện tại tần số công nghiệp (50Hz-60Hz) trong
khoảng thời gian từ 0,5 chu kì (10ms-50Hz) cho đến một phút [8]. Điện áp lồi (hay
là quá áp tức thời) là do sự phóng nạp của các tụ bù trên lưới và do q điện áp khí
quyển (sét đánh).
Hình 1.4: Hình biểu diễn điện áp lồi gây ra bởi lỗi chạm đất một pha [8]
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
- 19 -
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
1.2.2.3 Ngắt: Xuất hiện khi dòng tải hoặc nguồn cung cấp giảm xuống dưới 10%
giá trị định mức trong khoảng thời gian không vượt quá một phút. Nó là kết quả của
các sự cố trong hệ thống, các sự cố của thiết bị vận hành và các điều khiển khơng
chuẩn [8].
Hình 1.5: Trị hiệu dụng của điện áp ba pha khi xảy ra ngắt do sự cố [8]
1.2.3 Các biến thiên điện áp dài hạn
Là sự quá điện áp, thấp điện áp, hay trạng thái duy trì ngắt ở điều kiện làm
việc ổn định. Các hiện tượng trên thường do nhiều nguyên nhân gây ra như sự cố
lưới điện hoặc do sự tăng giảm tải của hệ thống, đơi khi người ta cịn thấy cả ở khi
phục hồi sự cố hệ thống điện. Các ảnh hưởng này có khoảng thời gian xuất hiện trên
một phút [5].
1.2.3.1 Sụt áp:
Là sự suy giảm điện áp bên dưới 90% điện áp định mức tại tần số công
nghiệp và thời gian tồn tại của nó phải lớn hơn một phút. Các nguyên nhân dẫn đến
hiện tượng này là do cắt một bộ tụ lớn ra khỏi hệ thống hay đóng điện thêm các phụ
tải lớn vào hệ thống.
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
- 20 -
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
Hình 1.6: Đồ thị minh hoạ dạng sóng của sụt áp
1.2.3.2 Quá áp:
Là hiện tượng điện áp đặt vào thiết bị tại điểm khảo sát có giá trị vượt quá
110% giá trị điện áp hiệu dụng định mức trong khoảng thời gian lớn hơn 1 phút [8].
Quá áp thường do đóng một bộ tụ lớn vào hệ thống hay sa thải phụ tải lớn ra khỏi
hệ thống làm cho điện áp của hệ thống dâng lên trên điện áp định mức.
Hình1.7: Dạng sóng q điện áp
1.2.3.3 Mất điện áp:
Khi điện áp của nguồn cung cấp bằng khơng trong khoảng thời gian lớn hơn
một phút thì được gọi là mất điện áp [8]. Nguyên nhân thường là do sự cố hệ thống
lưới điện. Nói chung các ngắt điện áp kéo dài quá một phút thì thường là kéo dài
vĩnh viễn do đó cần có sự tác động của người sửa chữa và vận hành để phục hồi lại
hệ thống.
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
- 21 -
Hình 1.8: Dạng sóng của mất điện áp
1.2.4 Mất cân bằng điện áp (Voltage Unblance)
Là độ biến đổi lớn nhất khỏi giá trị trung bình của điện áp hay dòng điện 3
pha cả về giá trị và góc pha.
Một hệ thống điện 3 pha thường được biểu thị dưới dạng:
Pha A:
ua (t) = Ua sin (ωt + φa )
Pha B:
ub (t) = Ub sin (ωt – 120o + φb )
Pha C:
uc (t) = Uc sin (ωt + 120o + φc )
Trong đó φa, φb, φc là các góc lệch pha tương ứng [4].
Một hệ thống như trên ta gọi là hệ thống điện áp đối xứng. Hệ thống khơng
đối xứng ta có thể chia là điện áp thứ tự thuận, điện áp thứ tự nghịch và điện áp thứ
tự không.
𝑈𝑈1
�𝑈𝑈2 � =
𝑈𝑈0
0
Với a = 𝑒𝑒 𝑗𝑗120
1 𝑎𝑎 𝑎𝑎2 𝑈𝑈𝑎𝑎
� 1 𝑎𝑎2 𝑎𝑎 � �𝑈𝑈𝑏𝑏 �
3
1 1 1 𝑈𝑈𝑐𝑐
1
Hệ số khơng cân bằng Un tính tốn và xác định bởi cơng thức:
𝑈𝑈𝑛𝑛 =
|𝑈𝑈2 |
|𝑈𝑈1 |
× 100%
Tỷ lệ giữa thành phần thứ tự nghịch hoặc thứ tự khơng với thành phần thứ tự
thuận có thể sử dụng để xác định phần trăm mất cân bằng điện áp. Phương pháp thứ
tự nghịch gần đây hay được sử dụng để xác định theo các tiêu chuẩn về chất lượng
điện năng.
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
- 22 -
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
1.2.5 Méo dạng sóng (Waveform Distotion)
Được định nghĩa là sự sai lệch ổn định so với dạng sóng tần số lý tưởng của
điện năng, được xác định bằng cách phân tích phổ tần số của sự sai lệch [8]. Méo
dạng sóng được xếp vào năm loại cơ bản:
1.2.5.1 Thành phần một chiều:
Sự xuất hiện của dòng điện hay điện áp một chiều trong mạng điện xoay
chiều được gọi là khoảng một chiều. Khoảng một chiều xuất hiện do nhiễu từ
trường trái đất hoặc do tác động của chỉnh lưu nửa chu kì [8]. Dịng điện một chiều
trong hệ thống xoay chiều làm bão hoà lõi thép máy biến áp gây phát nóng máy
biến áp và công suất mang tải của máy biến áp không đạt cơng suất theo thiết kế.
1.2.5.2 Sóng hài:
Các sóng hài là các dịng điện hay điện áp có tần số bằng số nguyên lần tần
số của nguồn cung cấp (thường được gọi là tần số sóng cơ bản, thơng thường là
50Hz, 60 Hz). Các dịng điện, điện áp bị méo có thể được phân tích thành tổng của
sóng có tần số cơ bản và các sóng hài. Các sóng hài này do các tải phi tuyến đấu
nối vào hệ thống sinh ra. Một phụ tải phi tuyến có thành phần sóng dịng điện khác
với sóng điện áp. Khi đó, sự biến đổi không sin của điện áp kéo theo sự biến đổi
khơng sin của dịng điện trong điện kháng tải. Chúng thường gây ra các sự cố cho
các thiết bị như quá nhiệt, tác động nhầm… [8]
1.2.5.3 Đa hài:
Các dòng điện hay điện áp chứa các thành phần tần số không phải là số
nguyên lần tần số cơ bản (50-60Hz) được gọi là đa hài. Người ta phát hiện đa hài
xuất hiện hầu hết ở các dạng điện áp của hệ thống điện truyền tải, đa hài gây nên
bởi các biến đổi tần số như các thiết bị biến tần, các bộ chuyển đổi, các thiết bị phát
hồ quang và hậu quả chúng tạo ra là gây phát nóng, nhiễu các mạch thơng tin, q
tải mạch trung tính… Chúng dường như là các tần số rời rạc hay là các phổ tần số
mở rộng [8].
1.2.5.4 Notching:
Là sự nhiễu loạn điện áp theo chu kỳ gây ra bởi hoạt động bình thường của
các thiết bị điện tử khi dòng điện các pha giao hoán lẫn nhau. Khi notching xuất
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
- 23 -
hiện trong mạch, nó có thể được nhận dạng thơng qua phân tích phổ tần số của điện
áp chịu tác động [8]. Tuy nhiên nó không thể mô tả và đo lường được bằng các thiết
bị sử dụng cho sóng hài.
1.2.5.5 Nhiễu:
Được định nghĩa là các tín hiệu điện khơng mong muốn với phổ tần rất rộng
nhưng nhỏ hơn 200kHz, được xếp chồng lên điện áp hay dòng điện của hệ thống
trong các đường dây pha, đường dây trung tính hay các đường dây tín hiệu [8].
Nhiễu trong hệ thống điện được phát sinh bởi các thiết bị điện, điện tử sử dụng công
nghệ điện tử công suất gây ra. Các thiết bị sử dụng cơng nghệ chỉnh lưu một chiều,
các lị hồ quang điện cũng chính là các thiết bị gây nhiễu điện áp trong hệ thống
điện.
1.2.6 Dao động điện áp (Voltage Fluctuation)
Dao động điện áp là các biến đổi có hệ thống của điện áp hay là một chuỗi
thay đổi các điện áp ngẫu nhiên, nhưng biên độ của các điện áp thay đổi này thường
là không vượt quá vùng giới hạn đã được xác định theo tiêu chuẩn ANSI C 84.1 là
0,9 ÷1,1 giá trị tương đối (pu) [8]. Một dạng của dao động điện áp là điện áp nhấp
nháy (flicker). Điện áp nhấp nháy tác động lên bóng đèn sợi đốt mà mắt người có
thể quan sát được.
1.2.7 Các dao động tần số (Power Frequency Variation)
Các dao động tần số được định nghĩa là sự sai lệch của tần số cơ bản hệ
thống điện khỏi giá trị định mức được xác định của nó (thường là 50Hz-60Hz) trong
khoảng thời gian <10s [8]. Tần số của hệ thống điện liên quan trực tiếp đến tốc độ
quay của máy phát điện. Khi dao động tần số vượt qua các giới hạn tiêu chuẩn cho
phép thì có thể gây sụp đổ hệ thống điện hay rã lưới.
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
Luận văn thạc sĩ 2011 – 2013
- 24 -
Bộ môn Thiết bị điện – điện tử
Hình1.9 Dạng sóng của biến đổi tần số
1.3 Kết luận chương 1
Các vấn đề về chất lượng điện năng đang ngày được quan tâm ở cả ba phía:
khách hàng sử dụng, nhà cung cấp điện và các nhà sản xuất thiết bị điện. Ngày nay
trong môi trường cạnh tranh, cùng với sự xuất hiện thị trường cung cấp điện thì vấn
đề về chất lượng điện năng càng trở nên quan trọng và cần được quan tâm nhiều. Sự
khơng hài lịng của khách hàng sử dụng điện có thể ảnh hưởng đến tình hình kinh
doanh bán điện của cơ quan điện lực và các nhà sản xuất thiết bị dùng điện.
Trong các vấn đề về chất lượng điện năng nêu trên thì hiện tượng cộng
hưởng sóng hài trên lưới điện đang là một vấn đề được nhiều người quan tâm và tìm
hiểu. Và đây cũng chính là đối tượng thuộc phạm vi nghiên cứu của luận văn.
Học viên: Phạm Thị Thùy Dung
GV hướng dẫn: TS. Bùi Đức Hùng
