Cách tính chọn và kiểm tra cuộn kháng lọc sóng hài

Lê Hồng Phong

Việc lựa chọn lò phản ứng lọc sóng hài phù hợp với hệ thống điện đảm bảo cho các thiết bị điện hoạt động hiệu quả và có khả năng lọc sóng hài tối ưu. KTH ELECTRIC sẽ hướng dẫn bạn cách tính và chọn mức lọc sóng hài cũng như cách kiểm tra cuộn kháng trong bài viết sau.

2 cách kiểm tra lò phản ứng lọc sóng hài

Để đo tần số hài cần lọc để chọn cuộn kháng, có thể sử dụng 2 cách: dùng đồng hồ vạn năng có thang đo Ohm hoặc thang đo điện áp.

Sử dụng thang đo Ohm trên đồng hồ vạn năng

Sau khi đã đưa đồng hồ vạn năng về thang Ohm, tiếp theo bạn kiểm tra đồng hồ và nối 2 que màu đỏ và đen lại với nhau. Sau đó bạn điều chỉnh chiết áp và con trỏ về 0.

Tiếp theo, bạn dùng que đỏ và que đen lần lượt nối hai đầu cuộn dây điện trở. Đồng hồ sẽ đo điện trở trên lò phản ứng. Lấy giá trị hiển thị trên đồng hồ đo và nhân với giá trị của thang đo vạn năng sẽ thu được giá trị điện trở của lò phản ứng.

Sử dụng thang đo điện áp trên đồng hồ vạn năng

Sau khi đã chỉnh đồng hồ vạn năng về thang V (điện áp), bạn thực hiện tương tự như trên, điều chỉnh giá trị trên đồng hồ về 0, sau đó rút ngắn 2 thanh màu đỏ và đen của đồng hồ đo vào hai đầu cuộn dây điện kháng. Khi bạn có giá trị cuối cùng trên đồng hồ vạn năng, hãy chuyển đổi nó theo công thức:

V = A x B / C

Trong đó:

• V: Giá trị điện áp cuối cùng
• A: Giá trị của thang đo được sử dụng
• B: Giá trị hiển thị trên đồng hồ
• C: Giá trị cực đại của điện áp phân chia

Khi nào cần lắp đặt lò phản ứng cho dàn tụ điện?

Trong những điều kiện vận hành nhất định, việc lắp đặt lò phản ứng kết hợp với dàn tụ điện là cần thiết để bảo vệ thiết bị và đảm bảo hiệu suất của hệ thống.

Khi hệ thống có sóng hài

Trong các hệ thống điện hiện đại, đặc biệt là trong các nhà máy, cao ốc văn phòng hay khu công nghiệp, việc sử dụng các thiết bị điện tử công suất như biến tần, UPS, đèn LED, thang máy, máy tính… là rất phổ biến. Những thiết bị này là nguồn tạo ra sóng hài – một dạng nhiễu điện làm biến dạng sóng hình sin lý tưởng của điện áp.

Tụ điện rất nhạy cảm với sóng hài. Nếu không có bộ lọc, tụ điện có thể hấp thụ dòng điện hài lớn vượt quá khả năng chịu đựng của nó, gây ra các hiện tượng sau:

• Quá nóng
• Giảm tuổi thọ
• Tụ điện bị phồng, rò rỉ hoặc nổ

Nhiều nhà sản xuất tụ điện khuyến cáo, khi tổng điện áp méo hài THDu ≥ 3% thì bắt buộc phải sử dụng tụ điện có điện trở lọc sóng hài để đảm bảo an toàn và độ bền cho thiết bị.

Khi hệ thống có nguy cơ bị cộng hưởng

Tụ điện kết hợp với tổng trở của hệ thống (chủ yếu là cuộn cảm) sẽ tạo thành mạch cộng hưởng LC. Nếu tần số cộng hưởng trùng với một bậc hài trong hệ thống thì hiện tượng cộng hưởng điện áp hoặc dòng điện sẽ xảy ra.

Hậu quả của sự cộng hưởng:

• Dòng điện tăng đột ngột ở mức hài hòa
• Gây hỏng tụ điện, nổ cầu dao, nóng dây
• Ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống điện

Việc lắp đặt điện trở lọc giúp di chuyển tần số cộng hưởng ra khỏi khu vực có sóng hài nguy hiểm, bảo vệ hệ thống khỏi hiện tượng cộng hưởng bên trong.

Khi sử dụng tụ điện công suất lớn hoặc ghép song song nhiều tụ điện

Trong các hệ thống cần bù công suất lớn, các tụ điện thường được lắp đặt có công suất từ ​​25 kvar trở lên hoặc nhiều tụ điện nhỏ được mắc song song. Đóng tụ điện sẽ tạo ra dòng điện khởi động rất lớn trong thời gian ngắn (gấp 20–30 lần dòng điện định mức).

Dòng điện khởi động cao có thể gây ra:

• Giảm áp lực cục bộ
• Tụ điện nhanh chóng xuống cấp
• Ảnh hưởng đến các thiết bị khác trong hệ thống

Điện kháng đóng vai trò như một lò phản ứng hạn chế dòng điện khởi động, giúp tụ điện bám vào mạch điện êm ái và an toàn hơn.

Khi cần tăng tuổi thọ và tính ổn định của hệ thống

Ngay cả trong các hệ thống không có sóng hài đáng kể, việc sử dụng tụ điện có điện trở được lọc sẽ giúp:

• Giảm tổn thất điện năng
• Giảm dòng điện khởi động tức thời
• Giữ nhiệt độ hoạt động ổn định
• Kéo dài tuổi thọ tụ điện
• Tăng độ tin cậy của toàn bộ hệ thống

Đây là giải pháp đầu tư ban đầu cao hơn nhưng mang lại hiệu quả hoạt động lâu dài vượt trội.

Việc lắp đặt tụ điện trở là cần thiết khi hệ thống điện có thành phần hài, có nguy cơ gây cộng hưởng hoặc sử dụng tụ điện công suất lớn. Điều này không chỉ giúp bảo vệ tụ điện mà còn nâng cao hiệu suất hoạt động và độ bền của toàn bộ hệ thống. Trong bối cảnh lưới điện ngày càng trở nên “bẩn” do các thiết bị điện tử công suất, dàn tụ điện có khả năng lọc sóng hài là xu hướng bắt buộc đối với mọi hệ thống chuyên nghiệp và an toàn.

Tiêu chí lựa chọn lò phản ứng lọc sóng hài

Lò phản ứng chất lượng tốt không chỉ phụ thuộc vào thông số kỹ thuật mà bản thân các thông số đó cần phải tương thích với hệ thống điện vận hành.

Từ kinh nghiệm thực tế, KTH ELECTRIC đưa ra các tiêu chí sau khi lựa chọn cuộn kháng cho dàn tụ điện:

• Tiêu chí 1: Xác định xem điện áp hệ thống nơi lò phản ứng cần lắp đặt là điện áp thấp hay trung thế.
• Tiêu chí 2: Đo mức độ hài hòa trong khu vực lắp đặt. Từ mức hài hòa, cuộn cảm của tụ điện có thể được chọn ở mức 6% hoặc 7%, 13% hoặc 14%,…
• Tiêu chí 3: Tần số chặn sóng hài (fD) cần phải tương thích với mức sóng hài. Đối với sóng hài thứ 5 >25%, fD = 135Hz sẽ được chọn. Với sóng hài
• Tiêu chí 4: Nếu lắp đặt một cuộn kháng lọc sóng hài cho tụ điện thì bạn cần biết điện kháng của tụ điện để chọn điện kháng tương ứng của tụ điện.
• Tiêu chí 5: Lựa chọn cuộn dây điện trở có chất lượng tốt, ưu tiên các thương hiệu nổi tiếng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp như KTH ELECTRIC, Mikro, Nuintek,…

Lưu ý khi sử dụng lò phản ứng lọc sóng hài

Khi sử dụng cuộn kháng cho hệ thống điện, bạn cần chú ý đấu nối tiếp các cuộn kháng để đảm bảo hiệu quả lọc sóng hài đạt tối đa. Hệ số lọc của lò phản ứng phải phù hợp với thông số tụ điện được nhà sản xuất lò phản ứng ghi trên tụ.

Điện áp của tụ điện và cuộn kháng lọc sóng hài phải tương thích với nhau theo thông số đã công bố. Khi đi dây cần tuân theo sơ đồ lắp đặt trước đó.

Hy vọng hướng dẫn trên của KTH ELECTRIC đã hỗ trợ phần nào cho bạn trong việc lựa chọn lò phản ứng phù hợp cho hệ thống của mình. Tham khảo sản phẩm lò phản ứng từ KTH ELECTRIC và catalog đi kèm tại: Lò phản ứng cho tụ điện BTB.