Phân tích ảnh hưởng của sóng hài trong điện năng

Nguồn gốc của sóng hài

Có nhiều nguyên nhân gây ra hiện tượng sóng hài, do đó có khá nhiều nguồn phát sinh, và các loại thiết bị liên quan cũng thể hiện những đặc điểm đa dạng nhất định. Trong đó, các nguồn phát sinh sóng hài chính chủ yếu bao gồm các tổ máy biến áp trong lưới điện, lò hồ quang điện công nghiệp, các thiết bị điện tử công suất một pha lớn, và một loạt các thiết bị chỉnh lưu và thiết bị điều chỉnh điện áp xoay chiều.

Phân tích sóng hài có hại

Sự tồn tại của sóng hài trong hệ thống điện tương đương với nguồn gây ô nhiễm của hệ thống điện, và đối tượng gây ô nhiễm chủ yếu là môi trường điện từ trong hệ thống điện. Là một thành phần môi trường quan trọng của hệ thống điện, môi trường điện từ sẽ thể hiện các mối nguy hiểm khác nhau dưới ảnh hưởng của các mức độ sóng hài khác nhau. Tuy nhiên, ngay cả tác hại nhỏ nhất cũng sẽ làm giảm hiệu quả hoạt động của thiết bị điện, và hậu quả nghiêm trọng nhất có thể dẫn đến ảnh hưởng đến hoạt động ổn định và an toàn của hệ thống điện và gây hư hỏng thiết bị điện. Tác hại của việc phát sinh sóng hài cụ thể bao gồm các khía cạnh sau:

(1) Thiết bị điện bị nóng lên bất thường dưới tác động của sóng hài, và tổn thất bổ sung quá lớn. Mặc dù có sự chênh lệch lớn giữa lượng dòng điện sóng hài và dòng điện cơ bản, sự hiện diện của sóng hài sẽ làm trầm trọng thêm hiệu ứng bề mặt của thiết bị, và điện trở hiệu dụng sẽ tăng lên trong quá trình cảm nhận hiệu ứng bề mặt. Đối với một số thiết bị đặc biệt, tổn thất dòng điện xoáy lớn và tổn thất trễ cũng sẽ xảy ra, chẳng hạn như thiết bị điện có lõi sắt. Khi dạng sóng bị biến dạng đến một mức độ nhất định, sóng đỉnh biên độ lớn sẽ làm tăng cường độ phóng điện cục bộ. Trong điều kiện tiêu thụ cao như vậy, tuổi thọ của thiết bị điện dễ bị giảm.

(2) Động cơ có thể gây ra rung động cơ học. Dưới tác động của dòng điện hài, từ trường quay của động cơ sẽ tạo ra mômen xoắn xung có thể khiến động cơ rung động. Dưới tác động của tần số tự nhiên của động cơ, loại rung động này có thể dễ dàng gây ra rung động cơ học nguy hiểm hơn, do đó gây nguy hiểm đến chất lượng thiết bị điện và thậm chí đe dọa đến tính mạng con người.

(3) Nhiễu đến thiết bị máy tính và các thiết bị điều khiển tự động khác. Trong điều kiện bình thường, thiết bị điều khiển tự động và các hệ thống điều khiển tự động liên quan khác được thiết kế dựa trên dòng điện bình thường và điện áp tải. Khi sóng hài được tạo ra, hệ thống điều khiển tự động không tính đến yếu tố ảnh hưởng này, khiến nó dễ bị nhiễu ảnh hưởng đến hiệu suất chức năng điều khiển của nó. Khi mức độ ô nhiễm của sóng hài lớn, nó cũng có thể làm thay đổi quy trình hoạt động của hệ thống điều khiển tự động, khiến nó tạo ra hướng dẫn sai. Loại ảnh hưởng này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất và hoạt động thực tế, thậm chí gây ra tai nạn an toàn không thể khắc phục.