Basic HTML Version
7
87
2016
camera… Trong khi đó, sóng hài điện áp
xuất hiện ở những khu vực có công suất
lớn và thay đổi liên tục hoặc ở đầu ra các
bộ nguồn kém chất lượng. Sóng hài bậc
thấp tại một vị trí trong TTDL cũng gây
ra “ô nhiễm sóng hài”, ảnh hưởng đến
hệ thống điện của cả TTDL cũng như các
hạ tầng xung quanh và ngược lại.
Giải pháp bù và giảm khử
sóng hài
Có hàng loạt giải pháp giúp giảm sóng
hài với độ phức tạp và chi phí khác nhau
mà nhà điều hành TTDL có thể lựa chọn
để sử dụng riêng lẻ hoặc phối hợp các
phương pháp. Để chọn được một chiến
lược quản lý sóng hài hiệu quả nhất,
doanh nghiệp nên cân nhắc dựa trên
ngân sách, đặc điểm tải và những vấn đề
cụ thể do sóng hài gây ra trong hệ thống
của mình. Các tiêu chí bao gồm: độ nhỏ
gọn và không gian lắp đặt giải pháp, độ
đơn giản trong vận hành, hiệu quả giảm
sóng hài, hiệu quả năng lượng và hiệu
quả đầu tư so với chi phí bỏ ra. Sau đây
là một số phương pháp để giảm sóng hài
hiệu quả như:
•
Bộ lọc tích cực
Bộ lọc tích cực là giải pháp khử sóng hài
tuyệt vời nhưng cũng đắt tiền nhất trong
các phương pháp. Bộ lọc tích cực sẽ cảm
nhận sóng hài dòng điện và cấp vào một
sóng hài tương ứng có chiều ngược lại.
Hoạt động theo nguyên lý tương tự cách
mà tai nghe khử nhiễu âm thanh và lọc
tiếng ồn, bộ lọc tích cực giúp khử toàn
bộ phổ của sóng hài, giảm thiểu độ méo
sóng xuống dưới 5 % và điều chỉnh hệ
số công suất phù hợp nhờ khả năng cân
chỉnh pha dòng điện.
•
Giảm sóng hài sử dụng UPS
Giải pháp UPS khử méo sóng hài hoạt
động tương tự như giải pháp sử dụng bộ
lọc tích cực. Ngoài ra, UPS còn bù công
suất phản kháng cho các tải phi tuyến và
cân bằng tải 3 pha để tránh nguy cơ quá
tải, đồng thời vẫn cung cấp năng lượng
sạch và liên tục trong thời gian cúp điện
hoặc có sự cố điện xảy ra.
Nhằm tăng hiệu suất hệ thống, các
nhà khai thác TTDL ngày càng triển
khai nhiều UPS có chế độ tiết kiệm năng
lượng hơn. Những sản phẩm này giúp
tiết kiệm chi phí vận hành, tăng tính bền
vững khi giảm lãng phí năng lượng lên
đến 10 % trong TTDL ở điều kiện hoạt
động bình thường.
Giải pháp UPS giảm sóng hài mới
nhất hiện nay cho phép kiểm soát và
điều chỉnh được độ méo sóng hài trong
giới hạn xác định, đồng thời đảm bảo
hệ số công suất và cân bằng tải khi vận
hành ở chế độ tiết kiệm năng lượng.
•
Giảm sóng hài sử dụng máy
biến áp
Máy biến áp K-rated là một giải pháp
hiệu quả để giảm thiểu tác hại của sóng
hài và được sử dụng rộng rãi trong
các hệ thống điện ngày nay. Máy biến
áp K-rated tương tự như máy biến áp
thông thường, thực hiện chuyển đổi các
tín hiệu sóng hài thành nhiệt năng, nhờ
đó ngăn chặn chúng tiếp tục xuất hiện
ở những vị trí khác trên hệ thống. Tuy
nhiên, máy biến áp K-rated được thiết
kế theo từng chuẩn riêng, phù hợp với
các loại thiết bị và công suất khác nhau
(ví dụ: K4 phù hợp với các UPS có bộ
lọc nguồn vào, còn K13 phù hợp với các
UPS không có bộ lọc nguồn vào…), nhờ
đó tránh được tình trạng quá nhiệt trên
cuộn dây, tăng tuổi thọ và độ tin cậy
của máy phát.
Dù vẫn được sử dụng rộng rãi hiện
nay, máy biến áp K-rated đang ngày
càng trở nên lỗi thời, kém hiệu quả so
với các thiết kế máy biến áp tiên tiến
gần đây - máy biến áp khử hài (HMT)
là một ví dụ. Được thiết kế để hỗ trợ
các tải phi tuyến trong cơ sở hạ tầng
điện, HMT sử dụng nguyên lý giảm
điện từ trường để lọc sóng hài bội 3,
đồng thời kết hợp sử dụng các cuộn
dây thứ cấp để loại bỏ dòng điện trung
tính và dòng tuần hoàn trong cuộn dây
sơ cấp.
Ứng dụng công nghệ trên, HMT
đảm bảo vận hành tải theo đúng chức
năng được sản xuất, đồng thời hạn chế
tác động của sóng hài gây thất thoát và
méo dạng điện. Hầu hết HMT hiện nay
đều vượt hiệu suất NEMA TP-1, ngay
cả khi thử nghiệm với hệ thống 100 %
tải phi tuyến. HMT có thể được lắp đặt
thay cho máy biến áp K-rated ở bất cứ
vị trí nào trong hệ thống.
•
Máy phát điện công suất lớn
Không giống như máy biến áp, máy
phát điện cùng công suất có trở kháng
lớn hơn từ hai đến ba lần và vì vậy đặc
biệt nhạy cảm với sóng hài. Để hoạt
động hiệu quả và ổn định cho các TTDL,
nhà quản lý TTDL nên sử dụng máy
phát điện được thiết kế với công suất
lớn hơn tải hoạt động cùng chức năng
ổn định điện áp đầu ra. Nhờ đó, khi
cúp điện xảy ra, méo dạng điện áp được
giảm đáng kể, đồng thời, tăng tuổi thọ
cho máy phát điện và các thiết bị khác
trong hệ thống. Tuy giải pháp này có chi
phí đầu tư cao, nó vẫn là một phương án
hiệu quả để kết hợp với UPS nhằm cung
cấp nguồn điện “sạch” cho hệ thống,
giảm tác hại của sóng hài trong TTDL.
•
Chấn lưu điện tử
Tương tự HMT, chấn lưu điện tử
(electronic ballast) sử dụng công nghệ
lọc thụ động để hạn chế sóng hài dòng
điện, giảm đáng kể méo dạng nguồn
điện ở những TTDL có hệ thống chiếu
sáng quy mô lớn. Nhược điểm của giải
pháp này là giá thành cao hơn so với các
bộ chấn lưu từ (magnetic ballast) thông
thường khác.
Kết luận
Dù thiết bị ngày nay đã được áp
dụng các công nghệ tiên tiến hơn,
song sóng hài vẫn tiếp tục là tác nhân
gây tốn kém cho doanh nghiệp, làm
giảm hiệu suất và độ tin cậy cho
TTDL. May thay, có khá nhiều giải
pháp hiệu quả để hỗ trợ việc giảm
thiểu và thậm chí loại bỏ các sóng hài
trong TTDL. Để chọn được giải pháp
phù hợp, các nhà quản lý TTDL nên
cân nhắc khả năng kết hợp giải pháp
với cơ sở hạ tầng hiện có, cân nhắc
chi phí đầu tư với lợi ích đem lại và
đánh giá chính xác những nguy cơ
tiềm tàng mà sóng hài có thể gây hại
cho hệ thống. Việc giảm sóng hài hiệu
quả sẽ giúp doanh nghiệp đạt hiệu
suất hoạt động cao nhất, kéo dài tuổi
thọ cũng như tiết kiệm chi phí đáng
kể so với trước khi áp dụng.
Bùi Tiến Lợi
Nguồn: Mission Critical Magazine