Sóng hài dòng điện: nguyên nhân và giải pháp lọc sóng hài

Ngày nay, khái niệm sóng hài dòng điện ngày càng được quan tâm bởi những ảnh hưởng tiêu cực của nó đến thiết bị và hệ thống điện công nghiệp. Tuy nhiên, nhiều người vẫn chưa hiểu rõ bản chất của sóng hài, cách phát hiện và xử lý hiệu quả.

AT Đông Dương sẽ giúp bạn hiểu rõ từ A đến Z về sóng hài dòng điện – một “sát thủ thầm lặng” trong nhà máy.

1. Sóng hài dòng điện là gì?

Sóng hài dòng điện là hiện tượng dòng điện bị méo dạng khỏi hình sin lý tưởng, do sự xuất hiện của các thành phần dòng có tần số cao hơn tần số cơ bản (50Hz). Các thành phần này được gọi là sóng hài bậc cao như bậc 3, 5, 7, 11… và là kết quả của các thiết bị điện tử phi tuyến hoạt động trong hệ thống.

Bạn có thể hiểu một cách đơn giản, thay vì dòng điện “mượt mà” như hình sin, hệ thống có sóng hài sẽ có dòng điện “gồ ghề”, tạo nên tổn thất và nguy cơ lớn cho thiết bị.

2. Nguyên nhân gây ra sóng hài dòng điện

Sóng hài dòng điện xuất phát từ các thiết bị công nghệ cao. Chúng thường liên quan đến tải phi tuyến trong công nghiệp. Xác định nguyên nhân giúp kiểm soát vấn đề từ gốc rễ.

• Tải phi tuyến: Biến tần, bộ chỉnh lưu, UPS, đèn LED, máy tính tiêu thụ dòng không sin.
• Công nghiệp nặng: Lò hồ quang, máy hàn, động cơ điều khiển tốc độ tạo sóng hài bậc 5, 7.
• Năng lượng tái tạo: Inverter trong điện mặt trời, điện gió gây sóng hài khi hòa lưới.

3. Những tác hại của sóng hài dòng điện

Sóng hài dòng điện gây thiệt hại nghiêm trọng cho hệ thống điện. Chúng làm giảm tuổi thọ thiết bị và tăng chi phí vận hành. Chính vì vậy , việc nhận biết rõ về những tác hại mà sóng hài gây ra cho hệ thống thiết bị điện là bước đầu tiên để khắc phục nó.

Những tác hại của sóng hài thường gặp có thể kể đến như: 

• Quá nhiệt: Tăng dòng hiệu dụng, gây nóng dây dẫn, máy biến áp, động cơ.
• Hỏng tụ bù: Cộng hưởng dòng hài bậc 5, 7 dẫn đến quá dòng, nổ tụ.
• Tổn thất năng lượng: Gây lãng phí 5-10% điện năng, tăng hóa đơn điện.
• Nhiễu điện từ: Ảnh hưởng PLC, SCADA, thiết bị y tế, gây lỗi vận hành.

4. Dấu hiệu nhận biết có sóng hài dòng điện

Sóng hài dòng điện thường biểu hiện qua các dấu hiệu bất thường. Những tín hiệu này dễ nhận biết nếu hệ thống được giám sát kỹ lưỡng. Việc phát hiện sớm sẽ giúp giảm thiểu rủi ro và tránh những thiệt hại đáng tiếc. Một số dấu hiệu nhận biết cần phải chú ý như:

• Quá nhiệt bất thường: Dây dẫn, máy biến áp nóng dù tải thấp.
• Thiết bị hỏng hóc: Tụ bù bị phồng và nổ liên tục, động cơ rung, UPS báo lỗi.
• Sai lệch đo lường: Đồng hồ công suất hiển thị sai, hóa đơn điện tăng đột biến.
• Nhiễu tín hiệu: Hệ thống điều khiển hoặc viễn thông bị gián đoạn.

5. Cách xác định và đo sóng hài dòng điện

Để xác định sóng hài dòng điện, cần dùng các thiết bị đo chuyên dụng gọi là máy phân tích chất lượng điện (Power Quality Analyzer).

Các bước thực hiện:

• Chọn thiết bị đo uy tín: Fluke 435-II, Hioki PW3198, Kyoritsu 6315
• Lắp đặt cảm biến dòng và điện áp tại tủ tổng hoặc tủ tụ bù
• Đo ít nhất 15 phút trong giờ cao điểm để có dữ liệu chính xác
• Phân tích thông số THDi, THDv, biểu đồ các bậc hài
• So sánh với chuẩn IEEE 519: THDi nên < 5% để đảm bảo an toàn

6. Đặc điểm và cách khắc phục sóng hài dòng điện

6.1 Đặc điểm của sóng hài dòng điện

• Tần số là bội số của 50Hz: bậc 3 (150Hz), bậc 5 (250Hz), bậc 7 (350Hz)…
• Luôn đi kèm với thiết bị phi tuyến
• Gây cộng hưởng với tụ bù khi không có cuộn kháng
• Không dễ triệt tiêu bằng lọc đơn giản, cần giải pháp thiết kế phù hợp

6.2 Giải pháp lọc sóng hài hiệu quả

a. Tụ bù có cuộn kháng (Detuned filter)

• • Sử dụng cuộn kháng 6% hoặc 7%
  • Tránh cộng hưởng với sóng hài bậc 5 hoặc 7
  • Giải pháp phổ biến, giá hợp lý

b. Bộ lọc sóng hài thụ động (Passive filter)

• • Lọc chính xác theo từng bậc (5, 7, 11…)
  • Thường dùng cho nhà máy có sóng hài ổn định, tải cố định

c. Bộ lọc sóng hài chủ động (Active Harmonic Filter – AHF)

• • Phân tích và triệt tiêu sóng hài theo thời gian thực
  • Đáp ứng linh hoạt với tải biến thiên
  • Chi phí cao hơn, nhưng hiệu quả mạnh và toàn diện

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

Hãy liên hệ ngay với chúng tôi để đem về cho doanh nghiệp của bạn những giải pháp lọc sóng hài 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!