Lọc sóng hài: lợi ích và cách chọn bộ lọc phù hợp

Sóng hài đang là một trong những nguyên nhân chính làm giảm chất lượng điện năng trong hệ thống điện công nghiệp. Tình trạng méo dạng dòng điện, điện áp không chỉ ảnh hưởng đến thiết bị mà còn gây thiệt hại lớn về chi phí vận hành và sản xuất. Việc lọc sóng hài là giải pháp kỹ thuật quan trọng giúp xử lý triệt để các bậc hài, duy trì hệ thống ổn định và đạt tiêu chuẩn nghiệm thu.

1. Sóng hài là loại sóng như thế nào?

Sóng hài là những thành phần tần số cao nằm chồng lên sóng điện áp hoặc dòng điện hình sin chuẩn, thường do các thiết bị phi tuyến tạo ra. Khi sóng hài xuất hiện nhiều, nó sẽ làm méo sóng, tăng tổn hao, và gây lỗi thiết bị. Lọc sóng hài là cách duy nhất để loại bỏ hoặc triệt tiêu các bậc sóng hài nguy hiểm trong hệ thống điện.

• Sóng hài xuất hiện khi hệ thống sử dụng biến tần, UPS, khởi động mềm, nguồn xung…
• Tiêu chuẩn như IEEE 519 và TCVN 7997 quy định giới hạn THDi/THDu mà hệ thống không được vượt quá.
• Các sóng hài phổ biến: bậc 3 (150 Hz), bậc 5 (250 Hz), bậc 7 (350 Hz)…
• Nếu không lọc, sóng hài sẽ gây cộng hưởng, cháy tụ bù, hỏng thiết bị, sụt áp và lỗi vận hành.

2. Lợi ích của việc lọc sóng hài

Lọc sóng hài không chỉ là yêu cầu kỹ thuật, mà còn mang lại giá trị kinh tế lớn trong vận hành nhà máy. Việc giảm tổn hao, bảo vệ thiết bị, và duy trì hệ số công suất giúp tiết kiệm điện và hạn chế sự cố. Ngoài ra, lọc sóng hài còn giúp tuân thủ tiêu chuẩn EVN để nghiệm thu và tránh bị xử phạt.

• Tăng tuổi thọ thiết bị, ổn định hệ thống SCADA và PLC
• Đảm bảo cosφ > 0.9, THDi < 30% theo chuẩn EVN và IEEE519
• Hỗ trợ báo cáo nghiệm thu EVN hoặc đấu nối công suất lớn
• Giảm tổn thất công suất phản kháng và hao tổn điện năng
• Giảm nguy cơ cháy tụ bù, sụt áp, nhảy CB hoặc sự cố inverter

3. Khi nào cần lắp lọc sóng hài?

Không phải nhà máy nào cũng cần lọc sóng hài, nhưng khi xuất hiện một số biểu hiện bất thường hoặc dùng nhiều tải phi tuyến thì nên kiểm tra. Đo THDi, THDu là bước bắt buộc trước khi đề xuất giải pháp lọc.

• Có nhiều biến tần, UPS, khởi động mềm, servo, thiết bị nguồn xung
• Bị EVN yêu cầu nghiệm thu điện hoặc lập báo cáo chất lượng điện năng
• Tụ bù thường xuyên bị cháy hoặc báo lỗi do cộng hưởng
• Đèn LED nhấp nháy bất thường, thiết bị điều khiển lỗi hoặc reset
• Cosφ không đạt dù đã lắp tụ bù đúng công suất

4. Các loại bộ lọc sóng hài phổ biến

Tuỳ vào mức độ sóng hài và đặc thù hệ thống, có thể chọn lọc thụ động hoặc chủ động. Mỗi loại đều có cấu tạo và nguyên lý hoạt động khác nhau. Việc hiểu rõ từng loại giúp đưa ra lựa chọn phù hợp về mặt kỹ thuật lẫn kinh tế.

4.1 Lọc sóng hài chủ động (Active Harmonic Filter – AHF):

• Sử dụng điện tử công suất IGBT
• Tự phân tích sóng hài hiện có và phát sóng đối pha để triệt tiêu
• Hiệu quả cao, xử lý đa bậc, phù hợp với hệ thống tải biến đổi liên tục

4.2 Lọc sóng hài thụ động (Passive Harmonic Filter):

• Gồm cuộn kháng, tụ điện, điện trở mắc thành mạch LC
• Triệt tiêu cố định bậc sóng hài (5, 7…)
• Giá thành thấp, hiệu quả với tải ổn định

4.3 Bộ lọc kết hợp (Hybrid Filter):

• Kết hợp ưu điểm lọc chủ động + thụ động
• Ứng dụng tại nhà máy công suất lớn hoặc có yêu cầu chất lượng điện khắt khe

5. Cách chọn bộ lọc sóng hài phù hợp

Chọn đúng bộ lọc là bước quan trọng nhất. Nếu chọn sai công suất hoặc sai dạng mạch, hệ thống có thể không lọc hiệu quả hoặc gây cộng hưởng ngược. Việc đo đạc, tính toán, và hiểu rõ biểu đồ THDi – tải là bắt buộc trước khi triển khai.

• Đo THDi, THDu tại nhiều thời điểm vận hành khác nhau
• Xác định bậc sóng hài chủ đạo: bậc 3, 5, 7, 11 hay 13?
• Chọn bộ lọc chủ động nếu có biến thiên tải lớn, nhiều tầng điều khiển, PLC
• Tham khảo sơ đồ hệ thống, tủ tụ bù hiện có để phối hợp hiệu quả
• Ước lượng tổng công suất thiết bị gây hài (kW, kVA)
• Chọn bộ lọc thụ động cho hệ thống ổn định, tải lớn cố định

AT Đông Dương là doanh nghiệp uy tín lâu năm, chuyên nhập khẩu và phân phối những thiết bị điện công nghiệp chính hãng, đem đến cho quý khách những giải pháp hữu ích cùng với trải nghiệm dịch vụ tuyệt vời.

Hãy liên hệ ngay với chúng tôi để đem về cho doanh nghiệp của bạn những thiết bị điện công nghiệp tốt nhất!

Hotline/Zalo: 096 266 3333

Bạn cần tư vấn thêm điều gì, hãy bấm vào ô chat bên dưới góc phải màn hình nhé!

AT Đông Dương sẵn sàng phục vụ bạn!