tieu luan_nhom 4 mon nltt va cong nghe moi.pptx

báo cáo môn học

1. BÁO CÁO BÀI TẬP GVHD: TS . LƯU NGỌC AN SVTH: TRẦN ĐĂNG RÔN – TRẦN QUỐC TIẾN LÊ TOÀN QUỐC – LÊ THỊ DẠ THẢO LỚP : K46.KTĐ MÔN HỌC: NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ CÔNG NGHỆ MỚI TRONG KTĐ ĐÀ NẴNG, THÁNG 08 NĂM 2024 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN

2. NỘI DUNG TRÌNH BÀY 1 KHÁI NIỆM SÓNG HÀI 2 CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY RA SÓNG HÀI 3 ẢNH HƯỞNG CỦA SÓNG HÀI 4 CÁC BIỆN PHÁP GIẢM SÓNG HÀI 5 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN

3. Sóng hài (harmonics) là các dạng nhiễu không mong muốn trong hệ thống điện (hay điện áp) có tần số là bội số của tần số cơ bản 50Hz: bậc 1: 50Hz, bậc 3: 150Hz, … 1 KHÁI NIỆM SÓNG HÀI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN

4. Sóng hài sinh ta do các phụ tải phi tuyến trong hệ thống điện 01 Do sử dụng nhiều các thiết bị điện tử  làm tăng mức độ méo sóng 02 Làm tăng mức độ méo sóng 04 1. KHÁI NIỆM NGUYÊN NHÂN SINH RA SÓNG HÀI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN

5. 1. KHÁI NIỆM Lưới điện truyền tải: Giá trị cực đại cho phép của tổng biến dạng sóng hài điện áp/ dòng điện do các thành phần sóng hài bậc cao gây ra đối với các cấp điện áp 220kV và 500kV phải nhỏ hơn hoặc bằng 3%. Lưới điện phân phối: Độ biến dạng sóng hài điện áp tối đa cho phép trên lưới điện phân phối: Cấp điện áp Tổng biến dạng sóng hài (THD) Biến dạng riêng lẻ 110kV 3% 1.5% Trung áp 5% 3% Hạ áp 8% 5% Nhà máy điện đấu nối vào lưới điện phân phối phải đảm bảo không gây ra biến dạng sóng hài dòng điện vượt quá giá trị quy định: Cấp điện áp Tổng biến dạng Biến dạng riêng lẻ 110kV 3% 2% Trung áp, hạ áp 5% 4%

6. Có thể gây ra hiện tượng cộng hưởng nguy hiểm tại một tần số sóng hài nào đó, dẫn tới quá điện áp. Giảm khả năng khai thác tối đa hiệu suất của thiết bị. Già hóa cách điện và làm giảm tuổi thọ các thiết bị. Các thiết bị hoạt động sai chức năng so với thiết kế. ẢNH HƯỞNG CỦA SÓNG HÀI

7. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN Chỉnh sửa ảnh 2. NGUYÊN NHÂN SINH RA SÓNG HÀI KHI KẾT NỐI CÁC NGUỒN NLTT VÀO LƯỚI Đặc tính từ hóa của lõi thép MBA: phi tuyến. Khi làm việc ở vùng bão hòa: dòng từ hóa bị méo dạng sóng. Khi hoạt động ở chế độ bão hòa từ: MBA gây ra khá nhiều hài bậc lẻ, trong đó thành phần hài bậc 3 chiếm tỷ trọng lớn nhất (có thể chiếm tới 50%).

8. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN Chỉnh sửa ảnh 2. NGUYÊN NHÂN SINH RA SÓNG HÀI KHI KẾT NỐI CÁC NGUỒN NLTT VÀO LƯỚI Điều khiển nửa chu kỳ dùng GTO (Gate Turn Off Thyristor): GTO thường được dùng rất phổ biến trong các mạch đếm, mạch tạo xung, mạch điều hoà điện thế…dòng điện chỉ xuất hiện ở một phần chu kỳ dương, sinh ra thành phần DC, hài bậc chẵn, hài bậc lẻ.

9. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN 2. NGUYÊN NHÂN SINH RA SÓNG HÀI KHI KẾT NỐI CÁC NGUỒN NLTT VÀO LƯỚI IGBT: Transistor có cực điều khiển cách ly là một linh kiện bán dẫn công suất 3 cực. Trong các bộ Inverter mô đun công suất IGBT có chức năng đo lường độ phân giải lớn với độ chính xác cao, có chức năng đo điện áp các thiết bị sử dụng điện DC. Dòng điện xuất hiện ở cả hai nửa chu kỳ: sinh ra hài bậc lẻ và thành phần dòng một chiều

10. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN 2. NGUYÊN NHÂN SINH RA SÓNG HÀI KHI KẾT NỐI CÁC NGUỒN NLTT VÀO LƯỚI Các bộ nguồn xung: Sử dụng phổ biến trong hầu hết các thiết bị, là một bộ nguồn có chức năng chính là biến đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều trong các thiết bị điện. Và để làm được việc đấy thì sẽ sử dụng phương pháp xung sử dụng mạch điện tử để kết hợp với một biến áp xung.Tuy nhiên dòng điện lấy từ nguồn bị méo dạng xung  thành nguồn phát sóng hài (chủ yếu bậc 3).

11. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN 2. NGUYÊN NHÂN SINH RA SÓNG HÀI KHI KẾT NỐI CÁC NGUỒN NLTT VÀO LƯỚI Chỉnh lưu ba pha: Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển là mạch sử dụng 6 hoặc 12 thyristor để tạo ra điện áp một chiều từ điện áp xoay chiều 3 pha. Nhờ vào việc biến hóa thời hạn đóng, mở của những thyristor ta hoàn toàn có thể kiểm soát và điều chỉnh giá trị trung bình điện áp ngõ ra. - Sử dụng trong hầu hết các thiết bị nghịch lưu, biến tần, nguồn UPS… - Sinh ra thành phần dòng với bậc 6n±1 và 12±1.

12. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN 3. CÁC GIẢI PHÁP LOẠI TRỪ SÓNG HÀI GÂY RA BỞI NGUỒN NLTT Sử dụng các bộ lọc sóng hài Sử dụng các thiết bị có hiệu suất cao Cải tiến, bảo trì bảo dưỡng hệ thống thường xuyên

13. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN SỬ DỤNG MÁY BIẾN ÁP CÁCH LY MBA cách ly thường có tổ đấu dây Y/∆ để triệt các hài bậc 3 và bội 3. - Điện dung của màn chắn và cuộn dây tạo ra đường thoát các thành phần tần số cao, không cho lan truyền trên lưới.

14. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN SỬ DỤNG CÁC BỘ LỌC: BỘ LỌC TÍCH CỰC Nguyên lý hoạt động: Bộ lọc tích cực sóng hài hoạt động bằng cách theo dõi dòng điện trong hệ thống và xác định các thành phần sóng hài không mong muốn. Sau đó, nó tạo ra một dòng điện với biên độ và tần số ngược pha với các sóng hài này. Khi dòng điện do bộ lọc tạo ra được kết hợp với dòng điện của hệ thống, các sóng hài sẽ bị triệt tiêu hoặc giảm thiểu đáng kể. Thành phần chính: - Bộ cảm biến dòng điện: Để đo dòng điện tải và xác định các thành phần sóng hài. - Bộ điều khiển: Để xử lý tín hiệu từ bộ cảm biến và tạo ra tín hiệu điều khiển cho bộ chuyển dổi công suất. - Bộ chuyển đổi công suất (Inverter): Để tạo ra dòng điện bù sao cho nó có thể triệt tiêu các sóng hài trong hệ thống.

15. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN BỘ LỌC TÍCH CỰC SONG SONG - Bộ lọc tích cực song song được kết nối song song với tải phi tuyến để bù sóng hài: + Đo dòng điện tải (iL): bộ lọc đo dòng điện tải, đặc biệt là các thành phần sóng hài không mong muốn. + Tính toán dùng điện bù (ic): Bộ điều khiển sẽ tính toán và tạo ra một dòng điện bù có pha và biên độ ngược lại với sóng hài. + Phát dòng điện bù: Dòng điện bù được phát ra bởi bộ lọc và được đưa vào hệ thống song song với tải. Dòng điện này sẽ triệt tiêu các sóng hài có trong dòng tải, khiển dòng điện cung cấp từ nguồn (is) mịn hơn.

16. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN BỘ LỌC TÍCH CỰC LAI GHÉP -Bộ lọc tích cực lai ghép kết hợp giữa bộ lọc tích cực và bộ lọc thụ động để cải thiện hiệu quả sóng hài: + Bộ lọc thụ động: được kết nối với hệ thống để loại bỏ các sóng hài cơ bản (thường bậc thấp). Bộ lọc thụ động có thể là cuộn cảm, tụ điện hoặc kết hợp. + Bộ lọc tích cực: Hoạt động song song với bộ lọc thụ động, phát hiện và bù đắp các sóng hài còn lại (nhất là các bậc sóng hài cao mà bộ lọc thụ động không thể xử lý hiệu quả). + Tối ưu hóa công suất lọc: Bộ lọc tích cực trong hệ thống lai ghép thường cần ít công suất hơn vì nó chỉ xử lý các sóng hài còn lại sau khi bộ lọc thụ động đã xử lý phần lớn các sóng hài bậc thấp.

17. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN BỘ LỌC THỤ ĐỘNG Bộ lọc cộng hưởng L – C: - Là loại phổ biến nhất trong công nghiệp, cấu thành tự các bộ tụ kháng và điện trở. - Đặc tính tổng trở thay đổi theo tần số: Z(bo loc)=R+j( ω L-1/ ω C) - Có tổng trở thấp tại tần số cộng hưởng: f0=1/(2 π√ LC) - Có thể bù CSPK do có các bộ tụ. - Chi phí thấp.

18. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN BỘ LỌC THỤ ĐỘNG Đặc điểm của bộ lọc sóng hài thụ động: - Dễ xảy ra hiện tượng cộng hưởng dao động  phải tính toán phân tích hệ thống. - Hoạt động tin cậy, rẻ tiền, công suất có thể tới MVAR. - Có thể cung câp công suất phản kháng cho bù cosphi. - Hiệu quả của bộ lọc phụ thuộc tổng trở nguồn. - Hiệu quả với các sóng hài đã tính toán, với các sóng hài lân cận khác  hiệu quả lọc kém. - Kích thước chỉ phù hợp theo yêu cầu của hệ thống, phải thay đổi kích thước nếu hệ thống thay đổi

19. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN CẢI THIỆN THIẾT KẾ INVERTER Các biến tần mới hơn thường có công nghệ điều chế xung rộng (PWM) cải tiến giúp giảm sóng hài. Các biến tần có thiết kế mạch lọc tích hợp giúp giảm sóng hài ngay từ nguồn phát.

20. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN KHOA ĐIỆN CẢI THIỆN THIẾT KẾ INVERTER Chọn thiết bị với chỉ số Tần số hài tổng (THD - Total Harmonic Distortion) thấp giúp giảm sóng hài.

21. Thank you For listen