Sóng hài là gì? Nguyên nhân, tác hại và phương pháp làm giảm sóng hài

Bạn luôn lo lắng các thiết bị điện có thể bị hỏng hóc, tuổi thọ bị giảm đi do sóng hài. Vậy sóng hài là gì? Nguyên nhân cũng như cách đo sóng hài và cách làm giảm sóng hài như thế nào? Bạn hãy cùng Hiokivn.com tìm hiểu ngay dưới đây nhé. 

Sóng hài là gì?

Khi bạn tìm hiểu sóng hài là gì? Sóng hài tiếng anh là gì? Hiokivn.com sẽ giải đáp ngay cho bạn dưới đây. 

​Sóng hài là các dạng sóng nhiễu không mong muốn xuất hiện trong hệ thống điện, gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng lưới điện và hoạt động của các thiết bị điện. Chúng thường xuất hiện do các tải phi tuyến như thiết bị điện tử công suất, lò hồ quang, máy hàn, bộ khởi động điện tử, đèn phóng điện chất khí, tivi, máy photocopy, máy tính, lò vi sóng...

Trong các loại sóng hài, bạn cần phải chú ý đến loại sóng hài bậc cao mang lại rất nhiều tác động xấu đến lưới điện. Vậy sóng hài bậc cao là gì?

Khi các thiết bị dân dụng sử dụng những điều khiển bằng công nghệ bán dẫn hoặc biến tần xuất hiện nhiễu ở mức tần số cao (có thể đạt tới vài kHz) sẽ lan truyền đến lưới điện. Khi đó, lưới điện bị méo dạng sóng dòng điện và điện áp.

Giá trị nhiễu sẽ được gọi là sóng hài bậc cao. Loại sóng hài này có thể có nhiều mức tần số khác nhau, Khi đó, sóng hài có thể kết hợp với nhiều ys tố như cường độ điện áp điện dung, điện trở khiến cho mức sóng lên cao. 

Sóng hài được biểu diễn theo tần số bội số của tần số cơ bản (thường là 50Hz hoặc 60Hz). Ví dụ, sóng hài bậc 3 sẽ có tần số 150Hz (3x50Hz), sóng hài bậc 5 là 250Hz (5x50Hz)... Những thành phần này có thể gây nhiễu và làm suy giảm hiệu suất hệ thống điện.

Các loại sóng hài

Ngoài việc tìm hiểu sóng hài là gì? Bạn cũng cần biết đến các loại sóng hài hiện nay. Qua đó, bạn có thể phân loại được từng cấp độ sóng hài cũng như đánh giá tình trạng nguy hiểm của các thiết bị. 

Sóng hài được chia thành nhiều bậc khác nhau, mỗi loại có mức độ ảnh hưởng khác nhau đến hệ thống điện.

• Sóng hài bậc lẻ: Bao gồm các bậc 3, 5, 7, 9,... Đây là loại phổ biến nhất và gây ảnh hưởng lớn đến hệ thống. Sóng hài bậc 3 thường xuất hiện nhiều trong hệ thống có nhiều tải phi tuyến như máy tính, đèn LED, biến tần. Trong khi đó, sóng hài bậc 5 và 7 có thể làm nóng động cơ, gây rung lắc và giảm hiệu suất.

• Sóng hài bậc chẵn: Ít xuất hiện hơn và thường có mức độ ảnh hưởng nhẹ hơn. Tuy nhiên, nếu hệ thống có sự bất đối xứng hoặc thiết bị hư hỏng, sóng hài bậc chẵn có thể xuất hiện và gây mất cân bằng điện áp.

• Sóng hài cao bậc: Là những sóng hài có bậc lớn hơn 11. Chúng gây ra hiện tượng nhiễu cao tần, làm ảnh hưởng đến hệ thống điều khiển, truyền thông và có thể gây quá nhiệt trong dây dẫn.

Ngoài ra, với số hài 1 sẽ được đặt cho thành phần tần số cơ bản của sóng tuần hoàn. Trong khi đó, loại số hài 0 sẽ là biểu trưng cho thành phần của hằng số hay điện áp một chiều của dạng sóng. 

Nguyên nhân hình thành nên sóng hài

Sóng hài chủ yếu sinh ra do các thiết bị tải phi tuyến, tức là những thiết bị mà dòng điện không biến đổi tuyến tính theo điện áp. Những thiết bị điện tử công suất như biến tần, bộ chỉnh lưu, bộ lưu điện (UPS) hay nguồn chuyển mạch đều có thể tạo ra sóng hài. Các loại đèn hiện đại như đèn LED, đèn huỳnh quang hay đèn phóng điện cũng là những nguồn gây ra hiện tượng này.

Ngoài ra, động cơ điện, đặc biệt là động cơ servo hoặc động cơ có bộ khởi động mềm, cũng có thể tạo ra sóng hài trong quá trình hoạt động. Máy hàn hồ quang, lò hồ quang, máy biến áp cũng là những thiết bị có thể làm méo dạng sóng điện áp và dòng điện. Nếu một hệ thống điện có quá nhiều thiết bị loại này hoạt động cùng lúc, sóng hài có thể cộng hưởng và làm tăng đáng kể tác động tiêu cực.

Tác hại của sóng hài bậc cao

Khi tìm hiểu về sóng hài là gì, bạn chắc chắn cũng biết chúng mang đến nhiều tác hại cho các thiết bị điện, hệ thống lưới điện. Dưới đây là một số những tác hại của sóng hài. 

• Sóng hài có thể tạo ra công suất ảo về thêm vào tổng công suất tiêu thụ làm tăng lượng điện năng tiêu thụ, tiêu hao năng lượng và mất nhiều chi phí tiền điện. 
• Sóng hài có khả năng làm tăng nhiệt độ, gây cháy, nổ dây dẫn, thiết bị, gây nguy hại nghiêm trọng cho hệ thống lưới điện. 
• Dây trung tính trong mạch điện 3 pha có thể bị cháy, nổ. 
• Tăng mức điện áp trung tính - đất lên cao. 
• Khiến cho nhảy cầu dao liên tục. 
• Gây hỏng tụ điện bù. 
• Các thành phần sóng hài cộng thêm công suất ảo vào tổng công suất tiêu thụ của máy biến áp, làm máy biến áp quá tải, phát nóng và cháy mặc dù tải chỉ tiêu thụ công suất trung bình.
• Làm phát nóng, cháy dây dẫn các tổn thất nghiêm trọng trong hệ thống điện.
• Dây dẫn trung tính trong hệ thống 3 pha bị đốt nóng hoặc cháy.
• Điện áp N-G (trung tính -đất) quá lớn.
• Cầu dao nhảy không rõ lí do.
• Hỏng tụ điện bù công suất phản kháng PF.
• Làm quá tải và có thể gây nổ máy biến áp hoặc tụ. 

Từ những tác hại của sóng hài, bạn chắc chắn cần phải biết được cách đo sóng hài để có thể kiểm soát và ngăn chặn sóng hài xuất hiện. Và để làm được điều này, bạn sẽ cần đến máy đo sóng hài. 

Thiết bị đo sóng hài

Hiện nay, khi bạn muốn đo sóng hài có thể sử dụng các thiết bị đo điện chuyên dụng như máy đo chất lượng điện năng. Máy đo sóng hài được thích hợp với công nghệ hiện đại, trang bị đầy đủ các tính năng hoạt động đo công suất, đo tần số chắc chắn sẽ giúp phát hiện sóng hài nhanh chóng. 

Bạn có thể tham khảo những sản phẩm máy đo chất lượng điện đến từ thương hiệu thiết bị đo Hioki cao cấp, được tích hợp các tính năng đa dạng. Máy sẽ hỗ trợ kiểm tra chất lượng dòng điện như điện áp, dòng điện, hệ số công suất, sóng hài… Một số sản phẩm chất lượng dành cho bạn như: Hioki PW3198, Hioki PQ3100, Hioki PQ3198…

XEM THÊM: Chất lượng điện năng là gì? Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng điện năng

Phương pháp làm giảm sóng hài

Với những tác hại trên thì việc tìm kiếm phương pháp làm giảm sóng hài luôn là điều cần thiết. Bạn có thể tham khảo một số giải pháp làm giảm cũng như ngăn chặn sóng hài dưới đây. 

Biến tần

Biến tần được coi là thiết bị có khả năng giảm sóng hài ngay trong các biến tần. Khi bạn dùng biến tần sẽ không cần phải dùng thêm biến áp đa xung hoặc bộ lọc ngoài. Các biến tần sẽ ngăn chặn sóng hài tạo ra những thành phần hài bậc thấp ở đầu vào cùng với mức tổng dòng méo khoảng dưới 5%. 

Giải pháp dùng cuộn kháng lọc hài

Cuộn kháng được đặt trong tủ tụ bù sẽ làm giảm sóng hài được coi là phương pháp khá phổ biến hiện nay. Việc dùng cuộn kháng có tác dụng nâng chất lượng điện, hạn chế sóng hài nhờ việc lọc nguồn bị nhiễu nặng. Đồng thời, phương pháp này cũng có tác dụng ngăn chặn sóng của điện áp lưới không bị méo. 

Phương pháp bộ lọc

Phương pháp giảm sóng hài bằng bộ lọc được dùng trên nhiều biến tần được đặt song song tại các đường lưới dây dẫn để bù sóng hài điện áp. Bộ lọc có tác dụng bù công suất và bù sóng hài dòng điện. 

Hiện nay có hai loại bộ lọc sóng hài chính: bộ lọc sóng hài có thứ tự 0 (ZSF) và bộ lọc sóng hài tích cực (Active Harmonic Filter). Cả hai bộ lọc đều có tác dụng làm giảm sóng hài với hiệu suất cao trên 60% trở lên. 

Tổng hợp những thông tin về sóng hài là gì cũng như các tác hại nghiêm trọng của sóng hài đối với các thiết bị điện và hệ thống điện. Nhờ vậy, bạn có thể hiểu chi tiết về sóng hài, cách đo sóng hài để tìm ra phương pháp làm giảm sóng hài hiệu quả giúp bảo vệ hệ thống điện của gia đình, nhà máy sản xuất.