Luận văn thạc sĩ xây dựng khối Đo lường giám sát sóng hài cho thiết bị Đo chất lượng Điện năng dựa trên máy tính cá nhân

-_ Phần tích cụ thể các nguyên nhân gây 7a sóng hài trong hệ thống điện và các táo hại của sóng hải -__ Giới thiệu các tiểu chuân để do các số liệu liên quan tới chất lượng điện ning CL

BO GIAO DUC VA ĐÀO TẠO `

NGUYEN HUU TOAN

Y DUNG KHOI DO LUONG, GIAM SAT SONG HAI

CHO THIET BI DO CHAT LUQNG DIEN NANG

DỰA TRÊN MÁY TÍNH CÁ NHÂN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN

Hà Nội — Nam 2014

LOL CAM BOAN

Téi xin cam doan juan vin là kết quả nghiền cứu của riêng tôi, không sao chép của ai Cáo số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bổ trong bất kỳ công trình nảo khác Nội dụng luận vău có tlmm khảo và sử đựng các tài

Nên, thông tin được đăng lãi lrên các tác phẩm, tạp chỉ, bài báo và

c trang web theo

đành mục tải liệu tham khảo của luận vẫn

Tác giả

Nguyễn Hữu Toân

LOLCAM ON

Tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tỉnh của TS Nguyễn Xuân

Tủng, giảng viên Bộ môn Hệ thống điện, Viện Điện, Trường dại học Bach khoa Hà

Nội - Người chịu trách nhiệm hưởng dân tôi hoản thành luận văn nay

Từ đáy lòng mình, tôi xin gửi lời cảm em sâu sắc tới các thầy cô đã tham gia giảng dạy trong khóa học, các thầy cô tại Viên Điệu, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi

giúp tôi hoàn thành khóa học này

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các cán bộ hành chính của Viện Điện và Viện

ảo tạo Sau đại học đã giúp đỡ chúng tôi trong quá trình học tập tại trường,

Lời cuối củng, tôi chân thành cảm ơn sự động viên vũa gia dình, bạn bẻ, những,

người đã tạo điều kiện rất nhiều cho tôi trong suốt chặng đường học tập đã qua

Táo giả

Nguyễn Hữu Toân

MỞ ĐẦU

Tỷ da chọn để tài

Các thiết bị giảm sát chất lượng điện rằng được giỏi thiệu và sử dụng ngày

cảng phổ biển, tuy nhiên giá thành của các thiết bị nảy vẫn còn cao Mặt khác các thiết

bị đo chuyên dụng của cáo hãng thường bị giới hạn về oác chức năng đo, khách hàng

không có khã năng để tự mỡ rộng thêm các chức nắng này Trong những năm gần đây thiết bị đo lường dựa trên nên tảng máy tỉnh cả nhân được chú trọng do có nhiều tru

điểm như: máy tính cá nhân là thiết bị rất phố biển nên có thé dé dang tan dung, phản

mềm cho phép lập trình các thiết bị đo trên máy tính nh Labview có giao điện thân thiện và dễ sử dụng, các khối đo lường có thể được lập trình với nhiều chức năng như mong muốn Khả nắng lưu trữ đứ liệu của thiết bị đo đựa trên máy tính cá nhân cũng vượt trội ao với các thiết bị do lường khác

Luận vẫn nghiên cửu sử dụng phần mềm Labview đề lập trình khối đo lường ,

giảm sát chải lượng điện áp dựa trén may tinh cá nhân, tập trung phân tích chỉ tit hon vào phan chất lượng điện nắng liên quan tới sóng hài diện áp Khối do lường dược xây dụng có độ tủy biển cao về cả tính năng và giao diện, người dùng hoàn toàn có thể mnớ

“Mục dịch nghiên cứu cũa luận văn, đỗi tượng, phạm: vi nghiên cửu

-_ Nghiên cứu các phương pháp đo hàng và đánh giá các tiên chuẩn chất lượng

điện nẵng liên quan tới điện áp, có chủ trọng vào phẫn sóng li

- Sit dung phdan mém Labview dé Jap trinh khỏi do lường, chất lượng, điện áp, bao gềm cả phản sóng hải

Tỏm tắt cô dọng các luận diễm cơ bản

-_ Giới thiệu chung về chất lượng điện năng và các nguyên nhân, tác hại của chất lượng điện năng tới các thiết bị

-_ Phần tích cụ thể các nguyên nhân gây 7a sóng hài trong hệ thống điện và các táo

hại của sóng hải

- Giới thiệu các tiểu chuân để do các số liệu liên quan tới chất lượng điện ning

(CLDN)

- Gidi thiéu cdc tiéu chuan dé danh giá mức độ tắt xấu của CLĐN đo được

-_ Sử đụng phan mém Labview để lập trình trên máy lính tạo ra khối đo lường chất lượng điện áp bao gồm cả phần sóng hài

- Thực hiện thí nghiệm đo đổi chứng với thiết bị máy hiện sóng Tektronix Tin

hiệu dầu vào lấy Lừ các bộ tạo nguồn áp tại Bộ môn Hệ thông điện, ĐHBK HN

và đo lường sóng hãi phát sinh do tải phi tuyển trân bộ mô phỏng hệ thông điện

(Power SysIlem Simulator)

- _ Tạo các tin hiệu mô phỏng dễ kiểm chứng thêm các chứng năng, đo lường khác

Các đẳng góp mới của tắc giã

Luận van da si dung phan mém Labview để lập trình tạo ra khối do lường giám sát chất lượng điện áp trên máy tính, khối này có bao gồm cá chức năng đo lường,

phân tích sóng hải Thêm vào đó, luận văn đã đi sâu nghiên cứu và làm rõ vai trò chức rừng của lừng khâu trong loàu bộ qui trình đo lường chất lượng điện áp thóo liêu

chuẩn IC Dây là một hướng hầu như chưa được để cập tới trong cáo tài liệu về chất

lượng điện năng 6 Việt Nam Thêm vào tác giả đã xây dụng được khôi đo lường chất

lượng điện áp dựa trên phần mềm Labview véi muc đích sử dụng máy lính cả nhân

như một công cụ đo các hiện tượng chất lượng điện năng

MỤC LỤC

DANI MỤC BẦNG BIU "— "— "— 7

CHƯƠNG 1 GIỚT THIỆU CHUNG VÉ CHẤT T.ƯỢNG ĐIỆN NÀNG VA

1.1 Ly do can giam sát các hiện tượng về chất lượng điện năng, 10

1⁄3 Giới thiệu chung về các hiện tượng chất lượng điện năng see 5

1.3.2 Sóng hài trong hệ thống diện: định nghĩa, nguyễn nhân và ảnh hướng 17

1.3.3 Sụtáp ngắn hạn: định nghĩa, nguyên nhân và ảnh hướng seen Dd 1.3.4 MÁI cân bằng điện áp, động điện rong lệ thống điện: định ngÌữa, nguyên

nhàn và ảnh hưởng — —-

CHƯƠNG 2 PHẦN TÍCI TIỂU CHUẨN ĐÓ LƯỞNG, DÁNH GIA CHAT

2.1 Mục dích sử dụng của các tiêu chuẩn do lường, dành giá chất lượng diện áp 30

2.2 Tiéu chudn IBC 61000-4-30:2008 áp đụng trong việc đo lường các hiện tượng,

2.2.1 Phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn "— "— c3]

2.2.2 Cáo phương pháp đo và tổng hợp giá trị đo sử dụng trong đo lường cáo

2.2.3 Cac qui dịnh theo tiểu chuẩn LHC 61000-4-30:2008 liên quan tới việc do

2.3 Giới thiệu tiêu chuẩn EN50I 60 sử dụng để đánh giá chất lượng điên năng 37

2.3.1 Phạm vị áp dụng của tiêu chuẩu, ii ¬— voce BT 3.3.2 Cáo qui định chính theo tiéu chuan EN50160 39

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG KHỎI DO LƯỞNG, GIÁM SÁT SÓNG HẢI DIEN

3.2 Xây dựng khối giám sat song hai bang Labview 45 3.2.1 Sơ đổ tổng thể của khối do lường chất lượng diện áp —-

CHUONG 4 KIEM NGHIEM VA DANH GIA HOAT DONG CUA KHOT BO

4.1 Phương thức đánh giá độ chính xác của việc lập trinh khỏi đo chất lượng điện

4.2 Kiểm tra đối chúng với máy hiện sóng Teltronix TDS 1001C-UDU Sở

4.2.1 Thêng số kỹ thuật của bộ phát nguồn áp so

4.3 Kiểm tra với tín hiệu mô phỏng trên máy tính sexy cece TZ

43.2 Khối tạo tínhiệu mỏ phông thử nghiệm én may (inh 73

CHƯƠNG § KÉT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI91

5.2 _ Liướng nghiên cứu trong tương lai ¬— ¬— ee)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC BẰNG BIẾU

Bang 1.1 So sảnh ưu, nhược d của bại loại thiết bị do 1§

Bảng 1.2 Phân loại các hiện tượng liên quan đền chất lượng điện áp theo tiểu chuẩn

IGEE 1159 - 1995 16

Bang 1.4 Dạng sóng đòng điện, phổ tằnvả tổng độ móo sóng bai của một số tấi phi

Bang biểu chương 2

Bang 2.1 Tổng hợp các giới hạn qui định theo tiếu chuẩn ITN 50160 cece AL Bang 2.2 Qui định về mức độ sóng hai trong HTP theo tiêu chuan EN50160 42

Bảng biểu chương 4

Bang 4.1 Bang kết quả đo biển độ điện áp sexy sexy seo T9

.

DANH MUC HiNH VE

Hình 1.1 Phân tích Fourer của một sống bị móc dạng 18 Hình 1.2 Sóng méo dạng và phân tích Fourier tương ứng ¬— -ea.18 Tinh 1.3 Diện áp sin đặt vào tải phi tuyến tạo ra đòng điện không sia 20

Hình 1.4 Dang song va phd dong pha A khi máy biển áp hoại động trong điều kiện qua

áp 10% điện áp định mức ¬— ¬— ¬— —-ˆ

Hình 1.S Định nghĩa hiện tượng sụt áp ngắn hạn 23

Hình 1.6 Sụt giảm điện áp khi động sơ lớn khối động, 25 Tinh 1.7 Mắt cân bằng trong hệ thống điện 3 pha eevee —- Hình 1.8 Ảnh hướng của mất cân bằng điện áp tới đông điện trong động cơ 28 Hình vẽ chương 2

Hình 2.1 Vi dụ tính toán giả trị hiệu dạng dua trén các mâu đo được wee BL

Hình 3.2 Vĩ dụ tính toán giá oi higu dung theo phuong phap iia chu ky 32 Hình 2.3 Dạng sóng và sụt áp đánh giá cho từng pha ¬— —-

Linh 2.4 Dánh giả sụt áp ngắn hạn cho hệ ba pha sexy ses BS

Hình 3.5 Phân tích sóng hài theo tiêu chuẩn TRC 61000-4-7 37 Hình vẽ chương 3

1ình 3.1 Sơ để khổi của khối ảo lường chất lượng điện áp sexy + đ6 Hình 3.2 Giao điện chính khối đo lường chất lượng điện áp trên máy tính 47

Hình vẽ chương 4

Hinh 4.2 Sơ đỗ kết nổi thiết bị khi đo kiểm chứng 6

1nh 4.3 Kết bói thiết bị để đo sông bài của tái phí tuyến ¬— 69 Hình 4.4 Tin hiệu mê phông và khối đo lường chất lượng điện áp cùng được lập trình

Hình 4.5 Giao điện và các tủy chỉnh cho phép của khất tạo tản hiệu vee TS

Hình 4.6 Tin hiệu mô phỏng và khỏi do lường chất lượng diện áp củng dược lập trình

Hình 4.7 Khôi bơm tin hiệu điện áp đầu vào SV 75

Hình 4.8 Khôi do hiểu thị với nguồn áp bom vào 5V TH ¬-

11inh 4.9 Khôi bơm tin hiệu điện áp đâu vao 10V T1

Hình 4.10 Khối đo biển thì với nguồn áp bơm vào T0V 78 Hình 4.11 Khối bơm tín hiệu dẫu vào sóng hải sexy eases BO Hình 4.12 Khối do hién thi khi chua ca thanh phan séng hai, dién ap vao [A déi ximg80

Hình 4.13 Khối đo hiển thị khi có thành phần sóng hải, điện áp vào không đổi xứng 83 Hình 4.14 Khôi tạo tin hiệu sụt äp sexy sexy sexy cess BT TTình 4.15 Khối đo hiển thị khi tạo ra độ lệch điện áp 20% 88

Hình 4.16 Khối do hiển thị khi tạo ra dé Iéch dign ap 40% ¬— see 89

CHU 1 GIGL THLEU CHUNG VE CHAT LUQNG DLEN NANG VA SÓNG

TIAL TRONG Ie THONG DIEN

1.1 Lý do cần giám sát các hiện tượng về chất lượng điện năng

Nhu cau vé giám sát chất lượng điện nắng (điện áp và đồng điện) ngày cảng tăng

đo các day chuyên, thiết bị công nghiệp ngày càng phụ thuộc vào chất lượng của nguồn điện cung cập Sự cản thiết của việc giám sát chất lượng điện năng thể hiện qua

cúc mục tiêu sau đây(1)

«- Giám sát dễ phân tích dặc tính của hệ thẳng

Day là một trang những mục tiêu phổ biến nhất Trong thị trường điện cạnh tranh, các đơn vị bán điện cần hiểu rõ đặc tỉnh của hệ thống để cung cấp địch vụ với chất lượng dap tng yêu câu, nàng cao khả năng canh tranh Nắm bắt rõ đặc tỉnh hệ thống,

cũng giúp nhanh chóng xác định các vẫn đề phát sinh và gửi thông tin đến khách hang,

để họ có thê sử dựng các thiết bị với đặc tính kỹ thuật phù hợp với đặc tính của hệ thống

© Gide sat dé dite tinh hoa cde van dé cu thé

Các nhá quan lý hoặc qui hoạch cũng cần nắm bắt các vẫn đề về chất lượng điện năng phát sinh tại các điểm cụ thể để có thể đưa ra các qui hoạch hoặc cấu hình van

hành hợp lý,

«_ Giám sải để nâng cao chất lượng dịch vụ

'Trong thị trưởng diện cạnh tranh, các nhà cung cấp diện có thể dưa ra nhiễu mức độ

+háe nhau của địch vụ, đi kèm đó là giá bán điện tương ứng Với cáo khách hàng quan

trọng, nhả cung cấp có thể đâm bảo cấp diện voi dé tin cây và chất lượng diện năng,

cao, tuy nhiên giả bản điện cũng được tỉnh tương xứng Trong những trưởng hợp may

việc giám sát chất lượng điện năng là quan trọng để đảm bảo rằng hợp đồng đã được

thực hiện dủng,

10

© Giém sat dé dua ra ké hoach bảo trì, bảo dưỡng hop by

Dit ligu giam sát chất hượng điện năng trong khoảng thời gian đã đãi cĩ thể sử dụng,

để cung cáp thơng tia vẻ thiết bị dang van hanh Ví dụ, hiện tượng phĩng diện lập lại

cĩ thẻ là chỉ báo của cáp điện đang bị xuống cấp, đĩng cắt bộ tụ nhiều lần liên tạc cĩ thể là cli báo eda hu hỏng trơng Huết bị tự dịng dĩng/cất các bộ tụ Phân tích các biện tượng nảy cĩ thể giúp nhanh chong bao dưỡng khắc phục các vấn đề trước khi nĩ trở

tiên trảm trong hon

Việc giám sát cĩ thể cần thiết thực hiện tại điểm đầu nĩi ở lưới hạ áp, trưng áp và kế

cã giảm sắt trên lưới điện cao áp Mục đích của việc giám sat tai các vị trí này cĩ thể

khác nhau, tủy thuộc vào yêu câu như sau

®_ Giảm sát tại các thiết bị

Việc giám sat tại thiết bị giúp xác định chính xác chất lượng điện năng đang sự

đụng Các đữ liệu của quá tỉnh giám sát cịn giúp cho việc phân tích các vấn để

phát sinh, Khộng thời giam giảm sát cĩ thể thay đổi tùy theo muc dich nghiên

cứu, ví dụ giám sát chất lượng điện năng cân khoảng thời gian theo đồi ït nhật một

luẳu, tuy nhiên với các hiện lượng quá độ điện áp chỉ cân giám sắt trong khong,

thời gian đĩng cắt thiết bị Trường hợp dẫu tiên thiết bị do lường cin do được giá trị hiệu đựng giá trị trung bình, trường hợp thứ hai thiết bị đo bắt buộc phải phí

được đạng sĩng,

Việc giám sắt tại một thiết bị đơn lẻ trong nhiều trường hợp cũng là cân thiết do

các lý đo sau đây:

"Kiểm tra chải lượng điện úp & dịng điên (xác dự: hệ số quả tải cho

phép)

= Phan tich déng cổng suất phục vụ chơ việc thương thảo hợp đồng mua

bản diện

= Nắm bắt, giảm sát các xu hướng biển đổi của chất lượng điện năng

=_ Phân tích các vẫn để (nếu cĩ) đổi với việc lắp đất thiệt bi

© Giém sat chat luong điện năng trên lưới điện

Tý đo cần thiết cho việc giám sát chất lượng điện năng trên lưới điện hoàn toàn

tương tự như với việc giảm sát tại các thiết bị Ngoài ra con thêm các lý do khác

như:

" Giảm sát chải lượng điệu nẵng của lưới điện phục vụ cho vide vận hành

lưới được tốt hơn

= Phục vụ che công tác qui hoạch, xác lập cấu hình lưới dé giám thiểu các

hiện tượng xấu về chất lượng diện năng,

1⁄2 Mục tiêu nghiên cứu của luận văn

Mục tiêu của luận vấn là xây dựng được khối giám sát chất lượng điện áp bao gêm cả về sóng hải đối với hệ 3 pha dựa trên phân mềm Labvicw Khối giảm sắt sẽ cho phép biến máy tính trở thành thiết bị do lường các hiện tượng chải lượng điện năng (kết hợp bộ chuyển đối A/D va các cảm biến đỏng, áp) tương tự như các thiết bị

chuyên dụng,

Lý đo lựa chọn xây dụng thiết bị giám sát sóng hải trên nền tảng máy tính cả nhân là do thiết bị sẽ có nhiều ưu điểm hơn trên quan điểm của người sử dụng, khả nang tùy biến tốt Các so sánh cụ thể hơn được thể hiện ở phân sau đây (2)

& Thiết bị Ẳo lường giám sái chất lượng điện năng chuyên đụng

Các thiết bị giám sát chất lượng diện năng sử dụng phổ biến hiện nay thường đo các nhả sẵn xuất như 1*luke, LIioki chế tạo Sơ bộ các thiết bị nảy có thể phân loại như sau

"- Các thiết bị do lường cho hệ thông néi dat

=- Các đồng hồ vạn năng

"- Cáo máy hiện sóng

"_ Các thiết bị phân tích nhiều loạn (distubances)

=- Các thiết đo và phân tích sóng hài, phổ tần

= Thiết bị phân tích kt hẹp cã sóng hài và các nhiều loạn khác

"_ Thiết bị do vả giảm sát hiện tượng nhấp nhảy điện ấp

12

*_ Thiết bị đo và giám sát điện năng

Các thiết bị này tủy theo nhu câu, có thẻ là dạng lặp đặt cô định phục vụ cho mục đích

đo lường đãi bạn với dung lượng lưu trữ lớn, hoặc cỏ thể là các thiết bị xách tay phục

vụ cho công tác chuẩn đoán sơ bộ hoặc đo lường ngắn hạn

Thuắt bị giảm sát kiểu xách tay Thidt bị giảm sát kiểu lắp đặt cố định

và do vậy đây cũng chỉnh là nhược điểm khi người sử dụng hoàn toàn lệ thuộc vào

nhà sản xuất trong việc thay đôi tính năng, thay đổi tủy biên Mặc khác dung lượng lưu trữ của các thiết bị này thường bị hạn ché, thiết bị với dung lượng cao thường có

giá thành rất đất, không phủ hợp để triển khai lắp đất trên diện rộng

b Thiết bị giám sát chất lượng điện năng dựa trên may tính cả nhân

Thiết bị đo lường dựa trên nên tảng máy tính cá nhân thưởng còn được gọi là

thiết bị đo lường ảo (Virtual Instrument), Các tính năng của thiết bị do người sử dụng,

tự tạo ra, dung lượng lưu trữ chỉ phụ thuộc vào dung lượng của máy tính Tốc độ xử lý

của các thiết bị đo lường ảo được cải thiện đáng kế do bộ vi xử lý của máy tính có tốc

độ cao, năng lực xử lý vượt trội so với các bộ vi xử lý dùng trong các thiết bị chuyên

dụng

Một ưu điểm nữa của thiết bị đo lường ảo dựa trên nên tảng PC là khả năng truy

cập, sử dụng hé thong mang Internet trong việc giảm sát từ xa, truyền dữ liệu cần thiết

về các trung tâm giám sát Các thiết bị nảy còn có khả năng triển khai trên diện rộng,

với giá thành hợp lý

Câu trúc điển hình của thiết bị đo lường ảo dựa trên nên tảng PC thê hiện trên

So sanh chỉ tiết của hai loại thiết bị đo lường được thẻ hiện 6 Bang 1.1

Bảng 1.1 So sánh im, nhược điểm của hai loại thiết bi do

Thiết bị chuyên đụng truyền thong “Thiết bị äo dựa trên máy tính

Các chức năng được cụ thể hóa bởi nhà

sản xuất, khả năng kết nỗi hạn chế

Phần cửng đóng vai trỏ quyết định

Hệ thông hưởng ứng dụng với khả năng,

kết nỗi tới mạng, thiết bị ngoại vi và các

"Vong đời công nghệ đài (5-10 năm)

Vong doi cong nghệ ngăn (1-2 năm)

_ Chỉ phí phát triển và bảo trì cao Phan mềm giúp hạn chế tôi đa chủ phí

phát triển và bảo trì

1.3 Giới thiệu chung về các hiện tượng chất lượng điện năng

1.31 Phân loại chất lượng điện năng

Trong nhiều tải liêu của châu Âu vả Mỹ, "chất lương điện năng" được hiểu là chất

lượng của sản phâm điện được nhà cung câp phân phổi cho các hộ sử dụng

€ó thể phân loại các vân đẻ của chất lượng điện năng một cách sơ bộ bao gồm:

© Mat can bang dong dién & điện áp

© Sut giam dién ap, mat dién ap

© Chép nhay dién ap

© Quả độ điện áp

© Sóng hải

Theo tiêu chuẩn IEEE 1159 - 1995, các hiện tượng chất lượng điện năng cỏ thẻ

được phân loại như sau:

Tăng 1.2 Phân loại các hiện tượng liên quan đến chất lượng điện dp theo weu chudn IEE

Tân sồ tung bình |5-500KI⁄z |20mimogiy |0-8pm -

1.2.3 Tân số cao 0,5-6MHz | 5 micro giay 0-4

2 Biến đối ngăn hạn

2.1 Biến đổi tức thời

pu

pu

pu

pu

3 Biến đổi đài hạn

3.1 Giản đoạn duy trì > min Om

16

5 Biến dang súng điện ap

3.1 ‘Thanh phan | chién Trạng thảiỗn | 0 —0,1%

định 5.2 - Hin bie cao (Harmonics) Trang thai én |0 20%

6 Dao dộng diện áp <25 Hz Không liên tục |0,1—7%

7 Biến đãi tần số < 10 soe

13.2 Séng hai rong hệ thẳng điện: định nghĩa, nguyên nhân về ânh hưỡng

Công cụ toáu học để phân tích tức độ méo của đang sóng dòng điện có chu ky là

phân tích Fourier Phương pháp này dựa trên nguyễn lý là một sóng méo dạng, có chủ

kỷ thi có thể phân tích được thành tổng của các dạng sóng điều hóa hình sin, bao gdm:

® Sống hình am với tâm số cơ bản:

* Cac séng hinh sin khác với tân số bài cao hơn, là bội của tân số cơ bản

p (thường,

Hình 1.1 Phân tích Fourer của một sông bị méo dang

Dang song méo ở hình dưới đây được phân tích thành một thành phần song cơ ban va

Hinh 1.2 Séng méo dang và phân tích Fourier tuong img

b Cae chi sé danh giá sóng hài trong hệ thống điện

Thường dùng khải niêm tổng độ biển dạng sóng hài (Total Harmonic Distiortion)

(THD, & THD) là tỷ lệ của giá tri điện áp (dòng điện) hiệu dụng của sóng hài với giá

trị hiệu dụng của điện áp (dỏng điện) cơ bản, biểu diễn bằng đơn vị phản trăm (%) đẻ

đánh giá mức độ biến dang song hai

Tổng biển dạng sỏng hải theo điện áp:

THD, =

18

Tổng biển dạng sóng hải theo dòng điện:

—_ THDy, THD¡: là tòng biên đạng sông hải điện áp, đỏng điện;

— Wi, li: là giả trị hiệu dụng thành phần điện áp, dòng điện tại sóng hai bac i, i= 2,

3

— V1, Hi: la giả trị hiệu dụng thành phân điện áp, đông điện tại tân số cơ bản

(50Hz),

Tổng độ biến dang sóng hài điện áp tại mọi điểm đầu nỏi không được vượt qua giới

hạn, qui định tại các Thông tư số 12/2010/TT-BCT ban hành ngảy 15 tháng 4 năm

2010 và Thông tư số 32/2010/TT-BCT ban hành ngày 30 tháng 7 năm 2010 như sau:

Bảng 1.3 Tiều chuẩn điền áp theo Thông tư 12 và 32

c Nguén phát sinh sóng hài trong hệ thống điện

Sóng hải được phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau, phan lớn được sinh ra các

tải phi tuyển hoặc do các thiết bị điện tử công suất khi hoạt động gây ra

Khi đặt một điện áp hình sim chuẩn vào tải phí tuyển thì dòng điện sinh ra sẽ có dạng,

sóng bị méo.

Hinh 1.3Dién dp sin ditt vao tdi phi tuyén tao ra đông điện không sin

Môi số nguồn phát sinh sóng hải thường gặp trong hệ thống điện

a_ Các máy biển áp: hiện tượng bão hòa mạch từ là một nguyên nhân gây ra sóng bài

Khi biên đô điện áp từ thông đủ lớn (hiện tượng quá từ thông) để rơi vàc vùng,

không tuyến tính trên đường cong B-H của mạch từ sẽ đân đến đòng, diện bị méo đạng và chứa thành phần sóng hài mặc dò sóng điện áp đặt vào vẫn là hình sin

Hình 1.4 mô tả đạng séng đòng điện pha A của máy biến áp khi lõi từ bị quá kích

Hink 1.4 Dạng sóng và phổ đồng pha A1 khi máy biển áp hoạt động trong điều

and dp 10% dién én dink mite

© Động cơ: tương tự máy biển áp, động cơ cũng có lõi từ và khi hoạt động cũng có

thể sinh ra các thành phân sông hài, tuy nhiên chủ yếu là hải bậc 3

œ Thiết bị diện tư công suảt:thiết bị diện tử công suất có sử dụng bộ chỉnh lưu dầu vào, thiết bị chỉnh lưu nảy chính là nguồn gây phát sóng hải Mặt khác các van ống suất khi đóng/cốt cũng có thể gãy ra nhiễu, hài với tần số cáo Thiết bị điện Lữ công suất sử dụng phổ biến trong các thiết bị công nghiệp, gia đụng như: máy tính,

20

bộ điều tốc động cơ, đèn huỳnh quang, bộ lưu điện UPS Các thiết bị nảy tạo ra dòng điện méo dạng rất lớn tủy thuộc vào công suất định mức

Bảng 1.4 Dang song dòng điện, phổ tằnvà tổng độ méo sóng hài của một

sổ tải phi tuyển khác

d .Ảnh hưởng của sóng hài tới các thiết bị trong hệ thông điện

Ảnh hưởng của sóng hai trong hệ thống điện thể hiện trên nhiều nhiều thiết bị, tuy

nhiên việc xác định chính xác mức độ ảnh hưởng vần còn lả vẫn đẻ cần cỏ các nghiên cửu chuyên sâu Những tác hại của sỏng hải gây ra có thể gây ảnh hưởng trực tiếp, tuy

nhiên cũng cỏ thê gây ảnh hưởng giản tiếp qua một thời gian dài

© Lâm méo hệ thông điện áp: điện áp nguồn phát ra là dang sóng sin (mức độ méo

sóng rất nhỏ, hoàn toàn có thê bỏ qua), tuy nhiên khi xuất hiện phụ tải phi tuyên

kẻm theo đỏng điện không sin sẽ gây ra sụt áp không sin trên đường dây Sụt áp

không sin gây ra điện áp tại thanh cải tổng chung bị méo sóng và sẽ ảnh hướng đến các thiết bị khác đang nhận điện từ thanh cái chung nay

Lam x4u hé sé công suất: cảng nhiều thành phần sóng, điều hòa thêm vào củng với thành phân cơ ban, thi gia tri dang điện hiệu đựng tổng sẽ tăng lên, vi vậy sẽ ảnh hưởng tới hệ số công suất của rnạch

Gây thêm phát nóng: Do ảnh hưởng của hiệu ứng mặt ngoái, làm cho vật đẫn bị

làm nóng nhanh chóng kit tin sé dong điện tăng, Nếu trong điều kiện tồn tại sóng,

hài với trị số lớn, thiết bị vẫn có thế bị quá nhiệt ngay cả khi mang đèng định mức

và làm cho tấn hao công suât cũng tầng lên

Tên hao tử trễ tỉ lệ với tân số và đòng ñ-cô tỉ lệ với bình phương tin sé nén dong

điểu hòa cũng gây tăng tốn thất trong cuộn dây và mạch từ của máy biến áp Cũng, giống như máy biến áp sóng hải gây ra thêm tổn hao từ trưởng trong lỗi thép của đông cơ Dòng hài cũng gây nên tồn hảo trong cuộn dây động cơ Một ảnh hướng,

khác nghiêm trọng hơn là sự đao động mômen vì sông hải Hai trong số những sóng hài thường gặp trên lưới điện là bài bậc năm và bậc bảy Sóng hải bậc năm là

sóng hải thứ tự nghịch, đẫn tới từ trường quay ngược chiều với từ trường cơ bản với lốc độ bằng năm lần tốc độ cơ bản Hải bặc bẩy lả hải thủ lự thuận, từ trường

quay củng hướng từ trường cơ bản với tốc độ bằng bảy lần co ban Tir dé din toi

sự lương lác từ trường và dòng điện cảm img trén rotor tao ra sự đao động của lrục

động cơ

Ảnh hưởng tới thiết bị bão vệ role và đo đếm: sự xuất hiện thành phẩn sóng hải làm

cho thiết bị bảo vệ tác động sai hoặc không tác động khi có sự cổ Tủy từng điều

kiện rơle có thể tác động trước hoặc chậm hơn se với yêu câu hoặc định vị sai vị trí điểm sự có (ảnh hưởng nhiều nhật đến các rơle tĩnh và role cơ, rơÏe số Hường được trang bị các bộ lọc rất tốt nên ít bị ảnh hưởng), điều này có thể gây ra những tác đông xân đến cả hệ thống

Các thiết bị đo đếm cứng bị ảnh hưởng, tuy nhiên rất khó để xác định sai số gây ra

là âm hay dương Sei số mày phụ thuộc không những vào tần số sóng hải có trong

đại lượng cần do ma cón cả vào góc pha của sóng hải, do do rất khó tổ lợp hết các trường hợp có thể xây ra để tiễn hành thí nghiệm kiểm chứng

œ Gây nhiễu: Đổi với các thiết bị đo, hệ thống mảy tỉnh, các thiết truyền thông, kĩ thuật số, y tế đòi hỏi chất lượng điện áp cao, sự xuất hiện của sóng hải có thể làm

chúng hoạt động khỏng chính xác

œ Quá tải các bô tụ bủ: tổng trở của các bộ tụ phụ thuộc vào tân số vận hành, tân số cảng cao thì tổng trở cảng giảm thấp Do vậy, với các sóng hài thì bỏ tụ có thể trở

thành nơi hút song hai va có thé bi quá tải, quá nhiệt (nhất là với cáo bộ tụ khê)

Bên cạnh đó, tai các (ân số của sông hải, có thể xây ra hiện tượng công hưởng giữa

Tình 1.5 Định nghĩa hiện trợng sụt áp ngắn hơn

23

Thuật ngữ dược sử dụng: khi dễ cập tới sụt áp ngắn hạn thị giá trị được dễ cập

là giá trị điện áp đư cản lại Do đó, sụt áp ngắn hạn 30% nghĩa là sụt áp xây ra với điện

áp đư còn lại là 30% của điện áp định múc

Mất diện áp: là trường hợp riêng của sụt áp ngắn hạn khi tại ruột thời điểm nào đó điệu

áp cả 3 pha sụt giảm xuống dưới 10% điện áp định mức

b Cửỉ số đánh giá

Sụt áp ngắn hạn được đánh giả qua hai thông số:

«- Độ lớn sụt giảm: sai khác giữa điện áp tiêu chuẩn và điện áp dư còn lại khi sụt

siâm (Hình 1.5)

Đệ lớn sụt giảm diện áp phụ thuộc nhiễu yêu tổ:

"_ Phụ thuộc váo vị trí điểm do đến diễm sự cố

=_ Phụ thuộc vào tổ đấu dây mảy biến áp

"“ _ Tủy thuộc dạng sự có xảy ra trong hệ thông

« _ Thời gian sụt giảm: được tỉnh tử khi điện 4p xuống dưới ngưỡng đến khi phục

hải trở lại (Hình 1.5)

Thời gian sụt giảm phụ thuộc vào:

=_ Phụ thuộc vào thời gian loại trừ sự cố của bảo vệ

"=_ Phụ thuộc vào nguyễn nhân gây sut ấp

œ Nghhên nhân gây sụ! áp ngắn hạn trong hệ thông điện

ó nhiều nguyên nhận có thể gây ra sui áp ngắn ban tong hệ thông, tuy nhiên phỏ biến nhất vẫn là đo ngắn mạch gây ra Các nguyễn nhân có thể liệt kê như sau

«_ Sự cổ ngắn mạch gây sụt áp tại thanh cái phụ tải

* Đóng /cắt các phụ tải lớn, khỏi động động cơ lớn

© Truc tric trong hệ thống tự động điều chỉnh kích từ của các rấy phát diện, hư

hồng tại các bộ tự động điền chỉnh đầu phân áp các máy biển áp

24

« Dao động công suất phân kháng: do hoạt động máy hỗ quang lò nấu thép

Ilinh 1.6 14 vi du biên dạng điện áp khi có động cơ lớn khởi động

Biển thiên giá trị hiệu đụng,

Hình 1.6 Su giảm điện áp khi động cơ lớn khới đẳng

d Ảnh hưởng của sụt giảm diện áp ngắn hạn

Các thiết bị hiện đại hiện nay ngày cảng nhạy cầm với diện áp, hơn nữa sụt giảm điện

áp lá một trong những nguyên nhân chính gây nhiễu loạn quả trình điện từ:

© Cac qua tinh điều khiển các thiết bị điện Li công suấi, cam biến, điều khiến

máy tỉnh, PLCs điều khiên tốc độ động cơ, hoat déng cac role dé bi ảnh hưởng, bởi sụt điện áp Nhiễu thiết bị phải ngừng hoạt động khi điện áp sụt giảm xuống

dưới 9094 điện áp danh định chỉ trong thời gian 3 chu kỳ

« Cac quá trình điều khiến công nghiệp rất nhạy cảm với sự thay đối điện áp Việc bị ngừng đo sụt giảm điện ấp dẫn đến phá hông cả quá trình sân xuất hiện tục Vì thế hầu hết các quá trình sản xuất công nghiện đều được trang bị bảo vệ chống sụt điện áp

* Cac bộ điều khiển tắc độ động cơ thường lẫy điện qua các bộ chỉnh lưu Diện

áp phía một chiều thường được trang bị các bão vệ điện áp thập và điện áp cao

2

Khi điện áp giảm dưới 85% giá trị bình thường tin hiệu cắt sẽ được gửi đi sau

vài chu kỷ Vi thể quả trình điêu khiên tốc độ cũng rất nhạy cảm với điện áp

© Dong co déng bé, khong dong bộ cỏ thẻ ngừng máy khi điện áp sụt giảm trong thời gian kéo dài hoặc tốc độ và momen thay đổi gây mất đông bộ Sụt điện áp lam cho động cơ không thẻ khởi động do điện áp thấp

1.3.4 Mat can bang điện áp, dòng điện trong hệ thống điện: định nghĩa, nguyên

nhân và ảnh hưởng

a Dinh nghiia

Hiện tượng mắt cân bằng trong hệ thông 3 pha được dinh nghia la khi dong dién (dién ap):

e_ Hoặc không cân bằng vẻ đồ lớn

e_ Hoặc góc lệch giữa các vectơ không bằng 120°

«- Hoặc tô hợp cả hai yêu tổ

Có thể có nhiều nguyên nhân gây ra hiện tương mắt cân bằng trong hệ thông điện 3

pha, tuy nhiên các nguyên nhân chỉnh cỏ thẻ liệt kê như sau:

© Do phan bé không đều giữa các pha trong lưới phân phối và hạ áp

© Do cac phụ tải Ì pha lớn trong hệ thông điện như: tàu điện, máy hàn

© Do các phụ tải có đồ thị phụ tải khác nhau, hệ số đông thời khác nhau: các tải

cỏ thể đạt max,min tại các thời điểm bất kỳ không trùng nhau

« Trở kháng không đồng đều của các đường đây truyền tải và phân phối cũng có thể gãy ra điện áp mắt cân bằng Điều này xây ra các pha của đường dây truyền tãi trên không hoặc phân phổi không dược chuyên vị dây dủ

c Phuong pháp phân tích, đánh giá

Mức độ mất cân bằng được đánh giá thông qua phân tích tỷ lệ của các thành phần đổi xửng so sảnh với thành phân thứ tự thuận

Hệ số mắt cân bằng K: Thee tiêu chuẩn chân Âu để đánh giá mức độ mắt cân bằng có

thé dua theo tỷ lệ so sánh tý lệ giữa thành phân thử bự nghịch hoặc thứ tự không với

Phương thức khác để đánh giá mức độ mất cân bang là dựa theo độ chênh lệch điện ap

lớn nhật so với điện áp trung bình của ba pha

d Cée anh hưởng của hiện tượng mắt cân bằng điện áp (dòng điện)

œ Đổi với động cơ

Các động cơ vận hảnh với điện áp mất cân bằng sẽ giảm hiệu suất: do thảnh phan thir

tự nghịch sẽ sinh ra các momen ngược chiêu, dẫn tới làm giảm momen và tốc độ của động cơ Ngoài ra có thể gây ra cdc momen dang xung, hệ quả là gây ra tiếng ôn và

rung

Thanh phan điện áp thứ tự nghịch gây ra dòng thứ tự nghịch rất lớn Mức đô mat can

bằng đỏng điện có thể gấp 6-10 lần mức độ không cân bằng điện áp Hiệu ứng sẽ nặng,

hơn khi mà đông cơ làm việc non tải dẫn tới mất cân bằng dong điện, có thể được vượt

quá 30%

Khi điện áp mất cân bằng thi gây ra quả nhiệt và ảnh hưởng tới tuôi thọ cách nhiệt, do vậy có thẻ phải giảm công suất động cơ đề trảnh quá nhiệt

Parcant Vollaga LInbalanee

Hình 1.S.Ảnh hưởng của mắt cân bằng điện áp tời dòng điện trong động cơ

¢ Anh huéng cac bé bién tan va thiét bi điện tử

Cac bộ biến tấn vả thiết bị dién ti hdu hết sứ dụng các bộ chính lưu trong mạch điện:

= q: Sd xung cia bé chink hu (6, 12, 24)

= Thanh phan sóng hài xuất hiện rong đóng điện: 5, 7, 11, 13

Khi điện áp đầu vào không cân bằng: sóng hài sinh ra có bậc là bội số của 3 rửuz 3,9,12 Dân tới có thánh phần thứ tự không, và sẽ lắm ánh hưởng như phát nòng các điệt, các tụ của thiết bị điện tử trên thực tế mức độ mật cân bằng dòng điện trầm

trọng hơn số với điện áp

® Ảnh hưởng lới dường dây

Khi mat can bằng dòng điện:làm quá tải một pha dẫn tới giảm công suất truyền tải trên

toàn bộ 3 pha

Gây quá tải dây trung tính và thiết bị bảo vệ có thẻ hoạt động

29

CHUONG 2 PHAN TICH TIFU CHUAN DO LUONG, DANH GIA CHAT

LƯỢNG ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THÔNG ĐIỆN 2.1 Mục đích sử dụng của các tiêu chuẩn đo lường, đánh giá chất lượng điện áp

Mục tiêu của luận văn là xây dựng khối đo lường chất lượng điện áp dựa theo

các tiên chuân được sử đụng lả ENS016 và TC 61 000-4-30

Tiêu chuẩn TC 61000-4-30 sẽ được áp đựng trong việc xây đụng các khâu của khối

đo lường điện áp Kết quả thụ thập được của khối đo lường này sẽ được đánh giá dựa

trên tiêu chuẩn EN50160 dé chỉ báo cho khách bảng hoặc công ty diện lực biết về ngưỡng chat lượng điện năng hiện đang được cung cấp Các thiết bị giám sát chất lượng điện năng phải thu thập lượng dữ liệu rật lớn, do đó riều lưu trữ dữ liệu liên tục

cỏ thể gây tốn kém vẻ mặt dầu tư Các giả trị qui dịnh theo tiếu chuân HN50160 cũng,

là cơ sở để tỉnh toán lựa chọn các ngưỡng bắt đầu giám sát và bắt đâu ghỉ số liệu cho thiết bị do lường đải hạn, do đó thiết bị có thể vẫn giám sát nhưng chi bal dau ghi dit liệu cần thiết khi vượt quá giới bạn cho phép, do đó có thể giúp hạn chế bớt dung, lượng đữ liệu cân hưu trữ

THai tiêu chuẩn nay qui dinh vé rat nhiều tham số liên quan tới chất hượng điện áp, tuy

xhiên trong phạm vì của luậu văn tủ khối đo lường điện áp được xây dựng tập trung

vào do các tham số như: giá ơị hiệu dụng, tần số, mức độ sụt áp ngắn hạn (voltage aag) mức độ mất cân bằng điện áp và sáng hai điện áp Do đó chỉ những phần liên

quan đến các hông số trên của bai tiêu chuẩn sẽ được giới thiệu chỉ tiết

2/2 Tiên chuẩn IEC 61000-4-30:2008 áp dụng trong việc đo lường các hiện

tượng chất lượng điện năng

30

221 Phạm ví áp dựng của tiêu chudin

Tiêu chuẩn TRC 61000-4-30 đưa ra các phương pháp để do lường và phân tích các

tham sề vẻ chất lượng điện năng trong lưới điện xoay chiêu 50/60 ITz

Phương pháp đo được qui định theo tiêu chuẩn mày đổi với mỗi hiệu tượng chất lượng,

diện năng sẽ giúp cho kết quả do dược tin cây hơn, vả các kết quả do lường dủ được

do bing thiết bị của hãng nào cũng có thể đám báo so sảnh được với nhau vì sử dụng, cùng chuẩn

Tiểu chuẩn này để ra cách thức do lường nhưng khỏng dưa ra các ngưỡng dễ dánh giá

về mức độ tốt xảu của chất lượng điện năng

223 Các phương phúp đo và tổng hợp giả trị đo vũ dụng trong đo lường cic dei

tượng chất lượng điện năng

22.2.1 Đo giá trị hiệu dụng dựa trên các mẫu áo rời rạc

Giã thiết điện áp được lẫy mẫu tại các khoảng thời gian nhất đit, thì giá trị hiệu dung của diện áp dó có thể dược tỉnh bằng cách lẫy bình phương giả trị mỗi mẫu do được, sau đó cộng tổng các bình phương đó lại và chia cho số mẫu,

cuối củng lấy căn bậc lai của kết qua dé tim ra giá trị hiệu dụng của điện áp cần do

TSX

Ví dụ tính toán giá trị hiệu đụng côa điện áp như Hình 2.1 Giả thiết có B mẫu được lầy

trong mỗi chu kỳ:

“Hình 2.1 V¡ dụ tỉnh toàn giá trị hiệu dụng dựa trên các mẫu đo được

3L

Giá trị mẫu thu được 7 10 7 0 +7 | -10 | -7 0

Giá trị bình phương 49 | 100 | 49 0 49 | 100 | 49 0

Tổng bình phương các mâu là 396 Trung bình bình phương là 396/8 = 50 > lay cin

bậc 2 ta được giả trị hiệu dụng của điện áp cần đo là xắp xỉ 7 vốn

2.2.2.2 Đo giá trị hiệu dụng theo phương pháp cập nhật tín hiệu mỗi nửa chu kỳ

(RMSi1/2))

Để tính biên độ điện áp hay dòng điện cung cấp, trị hiệu dụng được tính dựa trên gia

trị các mẫu lấy trong một chu kỷ xác định Chẳng hạn, đẻ đo độ sụt áp và dạng sóng, trị hiệu dụng tương đương a2; được dùng ở mỗi kênh đo Trị hiệu dụng tương

đương là trị hiệu dụng của điện áp xác định trên một chu kỷ và làm tươi sau môi nửa

Ñ: số mẫu trong ] giây

u(): điện áp (mâu đo) ghi được của sóng hải bậc k, k =1, 2, 3

Giá trị đầu tiên thu được qua một chu ky tir mau 1 tới mâu N, tiếp theo từ mâu (N/2 +

1) tới Ñ +N2), cứ thể tiếp tục như giới thiệu trong Hình 2.2

2.2.2.3 Tổ hợp các giá trị do trong khoảng thời gian dai

Đo điện áp cung cấp, sóng hài và mức không cân bằng được tực hiện trong moi chu +ỳ Dễ đánh giá kết quả đo trong khoảng thời gian đài, cần kết hợp cáo chu kỷ đo Tiêu chuẩn 7E 6100-4-30 đề nghĩ bên khoảng kết hợp khác nhau, việc kết hợp sử đụng:

căn bậc hai trung bình toán của giá trị lượng vào

"_ TỔ hợp khoảng do theo 10/12 chư kỳ

khoảng thời gian do cơ bản lả 10 chủ kỳ cho hệ 5đHz và L2 chu kỳ cho hệ 60Hz

Cyna-200008 = [ Doras atta witha |

Luong do 200 ms nhan được lại được lổng lợp lại theo khoảng thời gian rất ngắn hạn:

trong 3 giây (hay tương ứng với 150/180 chu kỳ), Kết quả này được thực hiện từ 15 +hoảng thời gian đo với thời gian cơ bản 200 ms (10/12 chủ kỳ)

đc

Ios ⁄2

U, oes -| Gach Uae | - U;

" _ TỔ hợp khoảng đo ngắn hạn (10 phú)

TS hợp 200 khoáng đo ngắn hạn 3 giäy lả tổ hợp từ một khoăng ngắn hạn Giá trị kết

qua do 10 phút có thê kết hợp với thời gian tuyệt đổi để chỉ thị thời gian kết thúc của

223 Cac qui dinh theo tidu chain TEC 61000-4-30:2008 liên quan tới việc đo

tường các đại lượng chat hepng điện năng

2.2.31 Đo tân số của hệ thẳng điện

Việc đo hường tần số của hệ thông điện nên được đánh giá theo phương pháp tổ hợp 10

giấy

Dé dim bao phương pháp đo tân số đựa theo việc đếm số chu kỳ (thời điểm qua không của sóng cần đo) được chính xác, cân loại bỏ các sóng hải tránh việc có nhiêu thời điểm qua không của dạng sóng, có thể gây sai số khi đêm

2.2.3.2 Đo độ lớn của điện áp

Dạ lớn điện áp được danh gid dua theo gid tri hiệu dụng đo được, việc đo thực hiện

theo phương pháp tổ hợp trong khoảng 10 chu kỹ đối với hệ 50Hz và 12 chủ kỳ đối với hệ 60Hz Các khoảng đo 10/12 chu ký phải liên kẻ và không chồng lần

.3.3 Đo sụt áp/quả áp ngắn hạn (sag/swell}

Vide đo lường hiện tượng sụt áp/ quá ấp ngắn hạn được thực hiện đựa trên giá trị hiệu

dụng của điện áp do theo phương pháp nửa chủ kỳ [/»«/12)

'Trong hệ thống một pha thì sụt áp ngắn bạn được cơi là bắt đầu khi giá thrị điện áp

„xua giảm đưới ngưỡng và kết đúc khi E72-,2) bằng hoặc lớn hơn giá trị ngưỡng công với một giá trị điện áp Iré (hysteresis voltage) Gia tri dién ap tre nay được sử dụng dễ tránh việc đêm nhằm lẫn nhiều sự kiện sụt áp khi giá trí diễn áp chỉ dao động

quanh ngưỡng đặt

Tải với hệ thông ba pha thì sụt áp ngắn hạn được coi là bất đầu xuất hiện khi giá tirị

diện áp [„⁄42¡ của một trong các pha giảm dưới ngường và kết thúc khi Vesta) ota

tất cả các pha bằng hoặc lớn hơn giá trị ngưỡng cộng với một giá trị điện áp trễ

Đặc tỉnh của biện tượng sụt áp được thể hiện qua hai đại lượng lả điện áp dư còn lại và

khoảng thời gian sụt áp Điện 4p du Ja điện áp còn lại thấp nhất đo được trong quả

trình sụt áp, độ sâu sụt áp được định nghĩa là sự chênh lệch giữa điện áp tham chiếu và

34

diện áp dư (thường diễn tả theo phản trim) Hinh 2.3 va Hinh 2.4 điển tả phương thức

đánh giả thời điểm bắt đầu, kết thúc sụt áp kèm theo mức độ sụt áp

22.3.4 Do lường múc độ không cân bằng

Mức độ không cân bằng ca điện áp dòng điện được đánh giá dựa trên các thành phân đổi xúng đã được phản tích Tùy theo hệ thẳng, ngoài thành phần thứ tự thuận, thứ tự

nghich còn có thể xuất liệ/không xuất hiện thành phần thử tự không Mức độ mắt cân bằng có thể được đảnh giá theo tý số của thành phần thử tự nghịch nạ (hoặc thêm cả thành phân thứ tự không ø¿} với thành phản thứ tự thuận

35

egative sequence positive sequence "100%

zero sequence

Ug = SE sp

posit'va sequence Thanh phan tan số cơ bản của điện áp được đo theo khoảng tế hợp 10/12 chu ky

2.2.3.5 Đo lường sóng hài điện áp/ dòng điện

hương thức đo lường sóng hài bậo nguyên và không nguyên (interharmonie) được

định nghữa trong tiểu chuẩn TEC 61000-4-7 Tiêu chuẩn này áp dụng với các thiết bị đo

kỹ thuật số sử dụng tín hiệu rời rạc, lấy mẫu

'Tiêu chuẩn HC 61000-4-7 4p dung đổi với các thiết bị đo phổ tần tới mức tân số 9

XHIz của các dạng sóng hải phát sinh trong hệ thống điện 50H1z hoặc 60Hz Mật cách

cụ thẻ hơn, tiêu chuẩn nảy phân biệt rõ các thành phần sóng hải bậc nguyên, sóng liải bac không nguyên và các thành phân khác với tần số tới 9 kITz

Một trong những khia cạnh quan trọng của tiêu chuẩn nảy là định ra độ đái của số tín triệu cần lấy mẫu trước khi đưa vào phân tich Fourier dé fim ra các thành phần hài Cửa số tin hiệu lấy mau được qui dịnh là 10 chu ky déi ven hé S0Hz va 12 chu kỳ dối với hệ 6011z Diễu này dẫn tới kết qủa đầu ra của phân tích Fourier có độ phân giải là 5

Hz cho cả hệ thống 5OHz và 60Hz Điều này có nghĩa là giữa các tần số sóng hài hậc nguyên (50Hz, 100Hz, 150Hz ) củn xuất hiện thêm 9 thành phần tân số bậc không,

nguyên khác

Câu trúc chung của qúa trình phân tích sóng bài được thể hiện trong Hình 2.5

36

Tình 2 š Phân tính sông hài theo tiêu chuẩn IEC 61000-4-7

Đầu ra 1 là kết quả thổ sau phân tích Fourier, bao gồm các phố tân với bước tan sé 5

Hz (ứng với khoảng thời gian lây mẫu 200m hay 10 chủ kỹ)

Để đơn giản hỏa kết quả và thuận tiện cho việc phân tích thì các phổ tân này được nhém lai theo timg nhém (group spectra) va két qua đưa ra đầu 2 Các thánh phần với phé tan bac không nguyên lớn nhật và nhỏ nhật giữa các thành phần phố tản nguyên được nhôm lại với thành phần phổ tần nguyên Còn lại 7 thành phẩn khác được nhóm lại dễ hình thành nên thành phần sóng hải không nguyên

2.3 Giới thiệu tiêu chuẩn ENS0160 sử dụng để đánh giá chất lượng điện năng

231 Phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn

Tiểu chuẩn European Standard HN 50160 và IEHE Standard 1159 là các tiêu chuẩn quan trọng đánh giá về chất lượng điện áp trong hệ thông điện Trong luận văn này tiên chuẩn E 50160 sẽ được giới thiệu chỉ tiết để sử dụng trong các phần tiếp theo

của luận văn, Ưu điểm của tiêu chuẩn HNS0160 thể hiện ở các điểm sau:

* Dinh nghĩa các tham số cúa diện áp cỏ vai trỏ quan trọng ảnh hưởng dén chất

lượng điện năng,

« Dễ xuất các mức giả trị để đánh giá chất lượng điện áp trang hệ thẳng điện

37

Các công ty điện lực vả người tiêu dùng cần đến các tiếu chuẩn dánh giá chất lượng, điện năng để đánh giá, bảo vệ hệ thống điện tránh các trường hợp hệ thẳng vận hành sai lệch khỏi giá trị gui định Các tiêu chuẩn đánh giá chất hrong điện năng giúp các điên lực ngắn ngừa ảnh hưởng của chất lượng điện nặng dến các thiết bị của khách

hang và các thiết bi thuéc phạm vị quản lý của điện lực Các khách hàng có thế sử dụng tiêu chuẩn về chất lượng điện năng đề đảnh giá địch vụ được cưng cấp (mua, bản diện), hoặc dâm bão các nguồn phát của khách hàng không gây ảnh hưởng lèn hệ thông

Tiêu chuẩn FN 50160 đưa ra các giới hạn đối với điện áp, trong giới hạn này thì lưới

diện phản phối (rung và bạ áp) có thể vận hành bình thường, Liêu chuẩn này không dẻ cập đến chất lượng điện năng ở lưới điện cao áp

Cúc tham số cơ ban sau của điện áp dược dẻ cặp dén trong liêu chuẩn EN 50160:

® Tảngổ

« Độ lớn của điẹn áp

« Dao động điện áp

+ Thay đổi điện áp nhanh và hiện tượng nhấp nháy điện áp

œ Sut ap ngan ban

* Mat dién ngan hạn

Mat dién dai hạn

© Qua dign ap tai tan sé cdng nghiệp

«Quá độ điện áp

* Mat can bằng điện ap

« Sóng hài điện áp

«_ Sóng hài không nguyên của điện áp

‘Tiéu chudn LIN 50160 chí rõ rằng mỗi tham số được liệt kê trên đây không được vượt quá giới hạn che phép treng một khoảng thời gian khảo sát Ví đụ, giá trị tân số do

dược trong từng khoảng thời gian 10 giãy phải dâm bảo 99.5% thoi gian trong một

38

mắm phải năm trong khoảng từ 49.5 Hz đến 50.5 Hz trong diều kiện vận hanh binh

thường

232 Cac qui dink chink theo tiéu chudn ENSO160

Các qui dinh chinh thea (igu chudn ENS01 60 được thể hiện như sau:

«® Vẻlằnsố

Tân số định mức là 50I1z Trong điều kiện vận hành binh thường thì giá trị tân

số trung bình trong khoảng thời gian 10 giây riên năm trong giới hạn:

= SOHzt1% (vi du 49.5+50.5HZ) trong ít nhất 95% khoảng thời gian của 1 năm

"=- —696/+4 (4752H+) trong 100% khoảng thời gian của 1 năm

«Vẻ độ lớn điện áp

Độ lớn điện áp tung bình đo Irong khoảng thời gian 10 phúi xét trong 1 tuân

phải dim bảo năm trong giới hạn:

= 10% trong 95% thời gian của 1 tuần

= 10% ~-15% trong loàn bộ 100% thời gian của 1 tuần

« _ Về giới hạn sụt áp ngắn han (voltage sag)

'Tiêu chuân HN 50160 chi đưa ra giả trị chỉ bảo về sụt áp ngắn hạn Trong điều kiện vận hành bình thường, số lần sụt áp ngắn hạn có thé dao động từ vải chục tới hàng,

nghin lin mỗi năm Phần lớn các sụi áp có độ đài dưới 1 giây và mức độ sụi áp nhỏ

hơn 60% Cáo sựt áp với độ dải và biên độ lớn hơn được đánh giá lá ít xảy ra hơn

® _ Vẻ giới hạn quả điện áp tạm thoi (voltage swell)

Tiêu chuẩn EN 30160 chỉ đưa ra giá trị chỉ báo về sụt áp ngắn hạn Ví dụ khi sự cẻ xảy

ra phía trung áp của máy biển áp thì phía hạ áp có thể xảy ra quả áp, tuy nhiên mức dộ

quả áp này thường không vượt quả 1,5kV

39