Tổng hợp thông tin về bộ lọc sóng hài chủ động

Lê Hồng Phong

Sóng hài là một bài toán khó đối với hệ thống điện lớn trong các nhà máy công nghiệp. Lọc sóng hài hiệu quả giúp cải thiện hiệu suất thiết bị, giảm hư hỏng và tổn thất năng lượng. Bộ lọc sóng hài được coi là giải pháp hoàn hảo cho vấn đề này. Hãy cùng tìm hiểu tổng quan về bộ lọc sóng hài chủ động trong bài viết sau của KTH ELECTRIC.

Bộ lọc hài hòa là gì?

Bộ lọc sóng hài là một thiết bị điện được thiết kế để loại bỏ sóng hài trong tín hiệu điện. Có nhiều loại bộ lọc sóng hài như bộ lọc sóng hài chủ động và bộ lọc sóng hài thụ động. Trong bài viết này, chúng tôi tập trung cung cấp thông tin về bộ lọc sóng hài chủ động – giải pháp lọc sóng hài một thiết bị hiệu quả nhất cho hệ thống điện công nghiệp.

Sóng hài là dạng sóng có tần số lớn hơn n lần tần số của dạng sóng cơ bản trong hệ thống điện. Sóng hài gây nhiễu các thiết bị điện hoạt động ở tần số cơ bản (50Hz hoặc 60Hz), tạo ra tiếng ồn gây tổn thất năng lượng và giảm hiệu suất. Sóng hài sinh ra trong hệ thống điện làm cho dạng sóng AC lệch khỏi dạng hình sin lý tưởng, gọi là dạng sóng méo hoặc dạng sóng phức tạp.

Bộ lọc sóng hài chủ động (AHF) hoạt động song song với hệ thống, loại bỏ nhiễu hài và đưa vào các dạng sóng có tần số cơ bản hoặc tần số ngược để giảm sóng hài. Bộ lọc sóng hài có thể cung cấp thêm dòng điện để hiệu chỉnh hệ số công suất. Dòng điện không có tác nhân gây nhiễu, “sạch hơn” và cùng pha.

Chức năng của bộ lọc sóng hài tích cực

Bộ lọc sóng hài tích cực là thiết bị quan trọng đảm bảo chất lượng điện năng cho các hệ thống điện công nghiệp phức tạp, quy mô lớn. AHF có tác dụng khử sóng hài, cân bằng tải và hiệu chỉnh hệ số công suất, chống quá nhiệt, bảo vệ hoạt động của các thiết bị điện. Đầu tư vào bộ lọc sóng hài tích cực là điều bắt buộc để bảo vệ toàn diện cơ sở hạ tầng điện và cải thiện hiệu suất hệ thống tổng thể.

Một số chức năng chính của bộ lọc sóng hài chủ động AHF:

• Loại bỏ sóng hài: Loại bỏ các hài điện áp và hài dòng điện bậc 2, 3, 5, 7, 9,… khỏi hệ thống, giảm tổng méo hài THD.
• Cân bằng tải và hệ số công suất: Chuyển dòng tải để cân bằng pha và bù công suất phản kháng để điều chỉnh hệ số công suất.
• Bảo vệ các thiết bị điện: Giảm tình trạng thiết bị điện phát ra tiếng ồn, quá nhiệt hay bị ngắt mạch đột ngột, từ đó giảm điện năng tiêu thụ và tăng hiệu suất, độ bền của thiết bị.
• Ngăn ngừa sóng hài phát sinh: Bảo vệ vô hạn ngăn ngừa các vấn đề cộng hưởng hài hòa tiềm ẩn.
• Giảm tình trạng quá tải: Giảm dòng điện RMS trong hệ thống điện từ đó giảm tổn thất điện năng và sinh nhiệt quá mức trong thiết bị.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ lọc sóng hài chủ động

Cấu trúc của bộ lọc sóng hài tích cực bao gồm các thành phần chính sau:

• Khối đo: Đo sóng hài thực tế theo thời gian thực trong hệ thống và sau đó chuyển thông tin xuống khối điều khiển DSP.
• Khối điều khiển DSP: Sử dụng thuật toán Fast Fourier để phân tích sóng hài và chuyển đổi chúng thành chuỗi Fourier toán học, tính toán lượng sóng hài tần số ngược để loại bỏ các sóng hài hiện có.
• Khối IGBT: Tín hiệu sau khi được bộ điều khiển DSP phân tích sẽ được truyền tới và tạo thành các xung xung điều khiển khối IGBT để đẩy lượng sóng hài tần số ngược nhằm loại bỏ sóng hài trong hệ thống.

Ba khối thành phần chính trên hoạt động tuần tự để lọc hoàn toàn sóng hài trong hệ thống.

Ứng dụng của bộ lọc sóng hài tích cực

Bất kỳ giải pháp nào làm tăng hiệu suất và giảm chi phí năng lượng của hệ thống điện đều tạo ra các vấn đề liên quan đến sóng hài. Ví dụ, việc sử dụng đèn LED trong các bộ điều khiển tốc độ thay đổi, nguồn điện liên tục (UPS), hệ thống HVAC, thang máy, thang cuốn và các tải phi tuyến tính khác đều tạo ra sóng hài.

Sử dụng bộ lọc sóng hài chủ động là phương pháp lọc sóng hài hoàn hảo cho hệ thống điện nhằm bảo vệ sóng hài từ bên trong và bên ngoài. Ngày nay, AHF đang được sử dụng cho:

• Hệ thống truyền tải điện: Giảm nhiễu sóng hài và tăng độ tin cậy của hoạt động truyền tải và phân phối điện; Bảo vệ máy biến áp, đường dây, rơle và máy cắt khỏi các tác động hài hòa.
• Các ngành công nghiệp: Bảo vệ nhà máy, dây chuyền sản xuất và các thiết bị điện như động cơ, bộ biến tần, mạch điều khiển khỏi những hư hỏng do sóng hài gây ra.
• Ngành điện tử, viễn thông: Bảo vệ các thiết bị điện tử và viễn thông như bộ khuếch đại, bộ biến tần và mạch khỏi nhiễu tín hiệu và cải thiện chất lượng truyền dữ liệu.
• Hệ thống tự động hóa: Bảo vệ các thiết bị điều khiển, cảm biến, chip xử lý và mạch điều khiển khỏi nhiễu tín hiệu do sóng hài.
• Đèn LED và thiết bị chiếu sáng: Giảm tiếng ồn và tăng tuổi thọ thiết bị chiếu sáng; Bảo vệ các mạch điều khiển, các thiết bị chuyển mạch, bộ chuyển đổi nguồn… khỏi tác động của sóng hài.

Chọn bộ lọc sóng hài AHF từ KTH ELECTRIC

Bộ lọc sóng hài chủ động của KTH ELECTRIC giúp giảm nhiễu điện từ do sóng hài gây ra, tránh làm suy giảm khả năng truyền tải của hệ thống điện, đảm bảo thiết bị hoạt động bình thường. Dòng bù dao động từ 50A đến 600A, phổ lọc sóng hài từ bậc 2 đến bậc 50, hiệu suất lọc sóng hài trên 97%.

Chúng tôi cung cấp 3 mẫu thiết kế cho bộ lọc hài hòa: Kiểu ngăn kéo, kiểu tủ tháp và kiểu treo tường. Dòng sản phẩm tuân thủ hàng loạt tiêu chuẩn: JB/T 11067-2011, DL/T 1216-2013, IEC/EN 60439-1, 2014/30/EU, EN 61000-6.

Tìm hiểu về các dòng sản phẩm, catalogue và hướng dẫn sử dụng tại: Bộ lọc sóng hài chủ động AHF – KTH ELECTRIC.