Dòng điện hài có nghĩa là gì
Dòng điện hài là thuật ngữ chung cho các thành phần hình sin có tần số là bội số nguyên của tần số dòng điện định kỳ ban đầu. Dòng điện hài có tần số bằng k lần tần số của dòng điện định kỳ ban đầu được gọi là dòng điện hài bậc k và tất cả dòng điện hài có tần số lớn hơn 1 được gọi chung là dòng điện hài bậc cao.
Tín hiệu tuần hoàn có thể được phân tách thành chồng chất tuyến tính của thành phần DC c0 và tín hiệu sin có tần số khác nhau thông qua biến đổi Fourier: f (t)=c0+∑ _ (m=1) ^ ∞ ▒ [c_m sin (m ω T+ φ_ m) ]
Trong số đó, c_msin (m ω T+ φ_ m) Biểu thức của sóng hài thứ m, trong đó cm biểu thị biên độ của sóng hài thứ m và tần số góc của nó là m ω， Pha ban đầu là φ m. Giá trị hiệu dụng của nó là cm/√ 2.
Khi m=1, c1sin（ ω T+ φ_ 1) Biểu thức của thành phần cơ bản, có tần số góc là ω，Pha ban đầu là φ Giá trị bình phương trung bình gốc c1/√ 2 được gọi là giá trị hiệu dụng cơ bản.
ω/ 2 π là tần số của thành phần cơ bản, gọi là tần số cơ bản. Tần số của thành phần cơ bản bằng tần số của tín hiệu AC. Tần số của sóng hài thứ m là bội số nguyên (m lần) của tần số cơ bản.
Định nghĩa về sóng hài trong hệ thống cung cấp điện là sự phân rã chuỗi Fourier của các đại lượng điện không hình sin tuần hoàn. Ngoài việc thu được các thành phần giống với tần số cơ bản của lưới điện, còn thu được một loạt các thành phần lớn hơn tần số cơ bản của lưới điện. Phần đại lượng điện này được gọi là sóng hài. Tỷ số giữa tần số hài và tần số cơ bản (n=fn/f1) được gọi là bậc hài. Đôi khi có các sóng hài không nguyên trong lưới điện, được gọi là sóng hài không hoặc sóng hài phân đoạn.
Sóng hài thực chất là một loại nhiễu gây ô nhiễm lưới điện. Lĩnh vực công nghệ điện chủ yếu nghiên cứu sự xuất hiện, truyền tải, đo lường, tác hại và triệt tiêu sóng hài, với dải tần thường là 2 n 40.
2. Nguyên nhân phát sinh dòng điện hài
Nguyên nhân cơ bản của việc tạo ra dòng điện hài là do tải phi tuyến.
Khi dòng điện chạy qua tải và không có mối quan hệ tuyến tính với điện áp đặt vào, nó tạo thành dòng điện không hình sin, tạo ra sóng hài. Việc triệt tiêu sóng hài trong hệ thống điện là làm thế nào để giảm hoặc loại bỏ dòng điện hài đưa vào hệ thống, nhằm kiểm soát điện áp hài trong phạm vi giá trị quy định.
Có bốn biện pháp chính để triệt tiêu dòng điện hài:
(1) Giảm nội dung hài của nguồn hài. Tức là phải có biện pháp xử lý nguồn sóng hài để hạn chế tối đa việc phát sinh sóng hài thỏ. Phương pháp này chủ động hơn, có thể cải thiện chất lượng của lưới điện và có thể tiết kiệm đáng kể chi phí loại bỏ các hiệu ứng hài.
(2) Áp dụng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Bằng cách sử dụng công nghệ Điều chế độ rộng xung (PWM), điện áp DC được điều chế thành một chuỗi các xung điện áp xoay chiều có biên độ bằng nhau nhưng không có độ rộng bằng nhau trong chu kỳ tần số yêu cầu. Phương pháp này có thể ngăn chặn đáng kể việc tạo ra sóng hài.
(3) Hấp thụ dòng điện hài ở nguồn sóng hài. Loại phương pháp này là một cách hiệu quả để triệt tiêu sóng hài hiện có, hiện là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để triệt tiêu sóng hài trong hệ thống điện.
(4) Cải thiện hệ thống cung cấp điện và môi trường. Đối với hệ thống cấp điện, việc phát sinh sóng hài là không thể tránh khỏi nhưng các biện pháp như tăng khả năng ngắn mạch của hệ thống cấp điện, cải thiện cấp điện áp của hệ thống cấp điện, tăng công suất các thiết bị cấp điện, duy trì ba -Cân bằng tải pha càng nhiều càng tốt đều có thể cải thiện khả năng chống lại sóng hài của lưới điện. Việc lựa chọn điện áp nguồn hợp lý và duy trì cân bằng điện áp ba pha càng nhiều càng tốt có thể làm giảm tác động của sóng hài lên một cách hiệu quả.
lưới điện. Nguồn sóng hài được cung cấp bởi điểm cấp điện có công suất lớn hơn hoặc lưới điện có điện áp cao hơn nên khả năng chịu sóng hài sẽ tăng lên. Việc cấp nguồn cho tải nguồn hài thông qua các đường dây chuyên dụng giúp giảm tác động của sóng hài lên các tải khác, đồng thời giúp tập trung triệt tiêu và loại bỏ các sóng hài bậc cao.
3. Sự nguy hiểm của dòng điện hài
Trong ba mươi đến bốn mươi năm qua, sự phát triển nhanh chóng của các thiết bị điện tử công suất khác nhau đã dẫn đến tình trạng ô nhiễm sóng hài ngày càng nghiêm trọng trong lưới điện công cộng. Nhiều lỗi và tai nạn do sóng hài gây ra cũng liên tục xảy ra và mức độ nghiêm trọng của mối nguy hiểm sóng hài đã thu hút sự quan tâm lớn của mọi người. Tác hại của sóng hài đối với lưới điện công cộng và các hệ thống khác có thể được tóm tắt sơ bộ ở các khía cạnh sau.
(1) Sóng hài gây thêm tổn thất sóng hài trong các thành phần của lưới điện công cộng, làm giảm hiệu suất của các thiết bị phát điện, truyền tải và tiêu thụ điện. Khi một lượng lớn sóng hài bậc ba chạy qua đường trung tính, nó có thể khiến đường dây quá nóng hoặc thậm chí gây cháy.
(2) Sóng hài ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của các thiết bị điện khác nhau. Tác động của sóng hài lên động cơ không chỉ gây thêm tổn thất mà còn tạo ra rung động cơ học, tiếng ồn và quá điện áp, gây ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ nghiêm trọng của máy biến áp. Sóng hài có thể gây ra hiện tượng quá nhiệt, lão hóa lớp cách điện, rút ngắn tuổi thọ và thậm chí làm hỏng tụ điện, dây cáp và các thiết bị khác.
(3) Sóng hài có thể gây ra cộng hưởng song song cục bộ và cộng hưởng nối tiếp trong lưới điện công cộng, từ đó khuếch đại sóng hài, làm tăng đáng kể tác hại của (1) và (2) nêu trên, thậm chí gây ra tai nạn nghiêm trọng.
(4) Sóng hài có thể gây ra hoạt động sai lệch của bảo vệ rơle và các thiết bị tự động, đồng thời có thể dẫn đến việc đo lường các dụng cụ đo điện không chính xác.
(5) Sóng hài có thể gây nhiễu cho các hệ thống thông tin liên lạc lân cận, trong trường hợp nhẹ có thể tạo ra tiếng ồn, làm giảm chất lượng thông tin liên lạc; Trường hợp nặng dẫn đến mất chỗ ở, khiến hệ thống thông tin liên lạc không thể hoạt động bình thường
