Thông tư 39/2015/TT-BCT ngày 18/11/2015 của Bộ Công Thương quy định về giới hạn tổng biến dạng sóng hài điện áp trên hệ thống điện phân phối và giới hạn giá trị dòng điện của sóng hài bậc cao tại điểm đấu nối với khách hàng. Máy đo phân tích chất lượng điện năng PW3198 của Hioki đo giá trị và góc pha của từng bậc sóng hài riêng lẻ từ 0 đến 50 và tổng biến dạng sóng hài điện áp/dòng điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC61000-4-30 Edition 2 Class A.

1. SÓNG HÀI LÀ GÌ?

Sóng hài là một dạng nhiễu không mong muốn, ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng điện năng và cần được chú ý tới điện áp hoặc dòng điện hài cao hơn mức độ cho phép.
Sóng hài là các điện áp hay dòng điện hình sin có tần số là bội số của tần số công nghiệp (tần số cơ bản), do hiện diện của các tải phi tuyến trong lưới điện. Ví dụ dòng điện hài có tần số 250HZ trên lưới điện 50HZ là sóng hài bậc 5.

Hình 1 – Dạng sóng và bậc sóng hài

2. TÁC HẠI CỦA SÓNG HÀI?

Sóng hài làm cho cáp bị quá nhiệt, phá hỏng cách điện. Động cơ bị quá nhiệt gây ra tiếng ồn và sự dao động của momen xoắn trên rotor dẫn đến sự cộng hưởng cơ khí và gây rung. Tụ điện quá nhiệt và trong phần lớn các trường hợp có thể dẫn tới phá hủy chất điện môi. Các thiết bị bảo vệ có thể bị báo lỗi, tác động; thiết bị đo cho kết quả sai; các mạch điều khiển trong dây truyền tự động bị chạy sai hoặc nhiễu loạn.
Có rất nhiều nguồn gây ra sóng hài trong hệ thống công nghiệp chính là các tải phi tuyến như động cơ biến tần, hệ truyền động điện, lò luyện hồ quang, máy hàn hồ quang, máy biến áp, bộ nghịch lưu, máy tính và các thiết bị điện tử khác.

3. QUY ĐỊNH CỦA CHÍNH PHỦ VỀ SÓNG HÀI

Để giảm ảnh hưởng của sóng hài trong hệ thống điện phân phối, tại Điều 7 Thông tư 39/2015/TT-BCT ngày 18/11/2015 của Bộ Công Thương quy định: Tổng độ biến dạng sóng hài điện áp tại mọi điểm đấu nối trung và hạ áp không được vượt quá giới hạn như sau:

• Tổng biến dạng sóng hài: ≤ 6,5%
• Biến dạng riêng lẻ: ≤ 3,0%

Đối với thiết bị của khách hàng (thiết bị đấu nối) cũng có quy định sóng hài như sau tại điều 32 của Thông tư 39:

• Cấp điện áp trung áp và hạ áp có công suất nhỏ hơn 50 kW: Giá trị dòng điện của sóng hài bậc cao không vượt quá 20 % dòng điện phụ tải;
• Tổng độ biến dạng sóng hài dòng điện được đo đếm theo tiêu chuẩn IEC1000-4-7, kéo dài ít nhất 24 giờ với chu kỳ 10 phút 01 lần. Chậm nhất 06 tháng kể từ thời điểm phát hiện thiết bị của khách hàng không đạt được giá trị quy định, khách hàng phải áp dụng các biện pháp khắc phục để đạt được giá trị tổng độ biến dạng sóng hài dòng điện trong giới hạn cho phép.

4. PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐẠC SÓNG HÀI

Thiết bị phân tích chất lượng điện năng PW3198 của Hioki giúp đo, phân tích và ghi lại các vấn đề về sóng hài.

Hình 2 – Thiết bị phân tích chất lượng điện năng Hioki PW3198

PW3198 có thể đo tất cả các dạng sóng dòng điện, điện áp, công suất, sóng hài và ghi nhận các biến cố về điện (sụt áp, quá áp, nhấp nháy điện áp, điện áp tức thời, dòng điện xung kích, mất cân bằng điện áp / dòng điện, sóng hài bậc cao) đồng thời tại một thời điểm giúp bạn dễ dàng phát hiện và xử lý nhanh chóng các vấn đề xảy ra. PW3198 tuân theo tiêu chuẩn quốc tế IEC61000-4-30 Edition 2 Class A với các yêu cầu về đo thông số chất lượng điện và độ chính xác.

• • Đo giá trị RMS và góc pha của sóng hài từ bậc 0 đến bậc 50, hiển thị dưới dạng số hoặc đồ thị. PW3198 còn có thể đo được hệ số tổng biến dạng sóng hài (THD) của điện áp và dòng điện.
  • 

Hình 3 , 4 – Màn hình đo các bậc sóng hài trên PW3198

• • Đo giá trị RMS và ghị lại dạng sóng của sóng hài bậc cao điện áp / dòng điện tần số từ 2kHz đến 80kHz, nguyên nhân gây ra lỗi và làm hỏng thiết bị.

Hình 5 – Sóng hài bậc cao trên lưới điện

• Đo sự khác nhau giữa góc pha sóng hài điện áp và góc pha sóng hài dòng điện đối với mỗi pha và giá trị tổng các pha. Giá trị tổng giúp xác định được chiều của sóng hài là chiều xuống (từ lưới xuống phụ tải) hay chiều lên (từ phụ tải lên lưới). Nếu tổng lệch góc pha là từ ‐90° đến +90°, thì sóng hài là đi xuống, nếu tổng lệch góc pha là từ ‐180° tới ‐90° hoặc +90° tới +180° thì sóng hài là đi lên.

   

  

Ngoài ra, Hioki còn có model PQ3100 là thiết bị phân tích chất lượng điện năng và đo sóng hài theo tiêu chuẩn IEC61000-4-30 Class S.