Các hài âm trong hệ thống điện là gì và nguyên nhân gây ra chúng là gì?
Trong hệ thống điện, harmonics đề cập đến các thành phần có tần số là bội số nguyên lớn hơn tần số cơ bản được phân tích từ một đại lượng xoay chiều không sin thông qua chuỗi Fourier, và thường được gọi là harmonics bậc cao.
Nguyên nhân chính của harmonics như sau:
Sự tồn tại của tải phi tuyến: Đây là nguyên nhân chính gây ra harmonics. Ví dụ, thiết bị điện tử công suất, bao gồm chỉnh lưu, biến tần và bộ đổi tần, các thiết bị bán dẫn bên trong sẽ làm méo dạng sóng dòng điện và điện áp trong quá trình hoạt động, tạo ra harmonics. Lấy ví dụ về chỉnh lưu. Nó chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Trong quá trình chuyển đổi, dòng điện đầu vào sẽ hiển thị dạng sóng không sin và chứa nhiều thành phần harmonics. Ngoài ra, thiết bị như lò hồ quang và đèn huỳnh quang cũng là những tải phi tuyến phổ biến. Trong quá trình luyện thép trong lò hồ quang, sự bất ổn định của hồ quang sẽ dẫn đến dao động dòng điện và tạo ra harmonics. Do chức năng của ballast trong đèn huỳnh quang, dạng sóng dòng điện cũng sẽ bị méo, tạo ra harmonics.
Dòng điện kích thích của biến thế: Khi biến thế đang hoạt động, hiện tượng bão hòa từ sẽ xảy ra ở lõi sắt, khiến cho dòng điện kích thích không còn là sóng sin, do đó tạo ra harmonics. Đặc biệt khi biến thế được đóng mà không có tải hoặc hoạt động dưới tải nhẹ, các thành phần harmonics trong dòng điện kích thích sẽ rõ ràng hơn.
Không cân bằng của hệ thống cung cấp điện: Khi tải của mỗi pha trong hệ thống cung cấp điện ba pha không cân bằng, điều này sẽ dẫn đến sự bất đối xứng của dòng điện và điện áp, do đó tạo ra harmonics. Ví dụ, tại một số khu công nghiệp, do các thiết bị khác nhau được kết nối với mỗi pha, tình trạng không cân bằng tải ba pha có thể xảy ra, gây ra harmonics xuất hiện trong hệ thống cung cấp điện.
Harmonics có thể gây tăng nhiệt và tổn thất lớn hơn trong thiết bị điện, ảnh hưởng đến hoạt động bình thường và tuổi thọ của thiết bị. Chúng cũng có thể can thiệp vào hệ thống truyền thông và kích hoạt cộng hưởng trong hệ thống điện và các vấn đề khác. Do đó, cần phải thực hiện các biện pháp tương ứng để xử lý.
