Như đã đề cập ở các chương trước, dòng điều hoà sinh ra bởi các tải phi tuyến có thể tương tác một cách tiêu cực với hệ thống cung cấp. Sự tương tác này thường dẫn đến điện áp trong hệ thống và độ méo của dòng điện tăng lên, vì thế cần thiết phải đưa ra các giới hạn đối với người sử dụng khi bơm dòng điều hoà vào hệ thống và đối với hệ thống thì phải có một giới hạn trong đó mức độ tồn tại của các sóng điều hoà có thể chấp nhận được.
4.1.1 KHÁI NIỆM VỀ ĐIỂM ĐỔI NỐI CHUNG PCC (POINT OF COMMON COUPLING )
Đánh giá về độ méo điều hoà thường được thực hiện tại một điểm giữa người sử dụng và hệ thống phân phối sao cho điểm đó có thể bao quát các hộ sử dụng khác. Điểm này được gọi là điểm đổi nối chung PCC (Point of Common Coupling). Điểm PCC có thể nằm bên phía sơ cấp hay thứ cấp của máy biến áp điều đó phụ thuộc vào cách sắp xếp của hộ sử dụng trong hệ thống phân bố.
4.1.2 ĐÁNH GIÁ ĐIỀU HOÀ Ở HỆ THỐNG PHÂN PHỐI
Đánh gía điều hoà ở hệ thống phân phối liên quan đến việc xác định khả năng mức độ méo có thể chấp nhận được của điện áp, nếu méo điện áp vượt quá các giới hạn cho trước thì phải tiến hành các biện pháp để làm giảm độ méo đó xuống một mức độ trong giới hạn cho phép. Có hai thành phần quan trọng để giới hạn mức độ méo điện áp cho toàn hệ thống phân phối điện:
- Kiểm soát dòng điều hoà do tải phi tuyến: Giới hạn các dòng điều hoà do người sử dụng sinh ra, những dòng điều hoà này hướng về nguồn cung cấp,
- 65 -
qua các trở kháng hệ thống tạo ra méo điện áp. Vì thế bằng cách giới hạn lượng dòng điều hoà bơm vào hệ thống, có thể làm giảm độ méo điện áp của hệ thống.
- Kiếm soát tình trạng cộng hưởng hệ thống: Mức độ méo điện áp toàn hệ thống có thể là quá cao thậm chí dòng điều hoà vẫn còn nằm trong giới hạn.
Tình trạng này xuất hiện khi một trong các tần số dòng điều hoà gần với tần số cộng hưởng của hệ thống, nó cũng có thể tạo ra các mức độ méo không chấp nhận được tạo một vài vị trí trong hệ thống. Méo điện áp cao nhất sẽ xuất hiện tại tụ điện tham gia quá trình cộng hưởng. Và vị trí này có thể rất xa điểm mà tại đó dòng điều hoà được bơm vào hệ thống.
Th ủ t ục để đánh giá giớ i h ạn điệ n áp
Tính chất hoá các nguồn điều hoà: Các tính chất của các nguồn điều hoà trên hệ thống được xác định tốt nhất bằng các đo đạc tất cả các thiết bị cài đặt sẵn có. Các đo đạc này nên được thực hiện tại các thiết bị nghi ngờ là có tải phi tuyến. Khoảng thời gian đo thường ít nhất là một tuần để có thể quan sát tất cả các sự biến thiên về tải theo chu kì. Đối với các cài đặt mới hoặc cài đặt theo kế hoạch, thì các nhà sản xuất đưa ra các tính chất điều hoà của thiết bị .
Các mô hình hệ thống: Các đáp ứng hệ thống đối với các dòng điều hoà sinh ra do hộ sử dụng điện hay các thiết bị phi tuyến được xác định bởi một mô hình máy tính của hệ thống, qua mô hình đó dự báo các khảnăng sự cố có thể xảy ra cho hệ thống khi có hiện tượng cộng hưởng.
Đáp ứng tần số hệ thống: Các khả năng cộng hưởng nên được xác định bằng cách quét các tần số khác nhau lên hệ thống phân phối. Việc quét các tần số phải được thực hiện cho tất cả các kết cấu dãy tụ điện bởi vì cấu trúc hệ thống có tụ điện là vấn đề chính ảnh hưởng đến các tần số cộng hưởng.
- 66 -
Đánh giá các mức độ méo trong giới hạn kiểm soát: Ở các hệ thống phân phối, điện trở trên các hệ thống làm giảm một cách đáng kể hầu hết các cộng hưởng làm cho biên độ của các dòng điện điều hoà giảm xuống. Các nguồn điều hoà được xác định từ trước được sử dụng cùng với cấu trúc của hệ thống nhằm tránh các tần số cộng hưởng nguy hiểm nhất. Căn cứ vào đây có thể xác định được trong hệ thống có cần các phương pháp làm giảm điều hoà hay không.
Đánh giá khả năng kiểm soát điều hoà: Tính toán lựa chọn các phương pháp điều chỉnh điều hoà bao gồm các việc điều chỉnh bơm dòng điều hoà từ các thiết bị phi tuyến, thay đổi các tính chất đáp ứng tần số hệ thống hay ngăn chặn các dòng điều hoà bằng cách lọc các dòng điều hoà thông qua các bộ lọc.
4.1.3 ĐÁNH GÍA ĐIỀU HOÀ Ở THIẾT BỊ CỦA NGƯỜI SỬ DỤNG Các sự cố điều hoà là rất phổ biến ở các phương tiện của người sử dụng hơn là trên hệ thống phân phối điện. Hầu hết các tải phi tuyến được đặt bên trong các thiết bị của người sử dụng, và mức độ méo điều hoà lớn nhất xuất hiện tại điểm gần với nguồn sinh ra điều hoà. Các sự cố nguy hiểm nhất xuất hiện khi các tải phi tuyến và các tụ nâng cao hệ số công suất ở điều kiện cộng hưởng.
Tiêu chuẩn IEEE 519-1991 đưa ra các giới hạn méo dòng điều hoà tại điểm PCC. Các giới hạn này được tổng kết ở dạng các bảng biểu như sau:
- 67 -
Bảng 4.1
Vn ≤ 69kV
ISC /IL h<11 11≤h<17 17≤h<23 23≤h<35 35≤h TDD
<20 20-50 50-100 100-1000
>1000
4.0 7.0 10.0 12.0 15.0
2.0 3.5 4.5 5.5 7.0
1.5 2.5 4.0 5.0 6.0
0.6 1.0 1.5 2.0 2.5
0.3 0.5 0.7 1.0 1.4
5.0 8.0 12.0 15.0 20.0 69kV < Vn ≤ 161kV
<20 20-50 50-100 100-1000
>1000
2.0 3.5 5.0 6.0 7.5
1.0 1.75 2.25 2.75 3.5
0.75 1.25 2.0 2.5 3.0
0.3 0.5 0.75 1.0 1.25
0.15 0.25 0.35 0.5 0.7
2.5 4.0 6.0 7.5 10.0 Vn > 161kVC
<50
≥50 2.0 3.0
1.0 1.50
0.75 1.15
0.3 0.45
0.15 0.22
2.5 3.75 Trong đó:
- Ihlà biên độ của các thành phần điều hoà.
- ISC là dòng điện ngắn mạch tại điểm PCC
- ILlà thành phần cơ bản của dòng tải nhu cầu đỉnh tại điểm PCC. Nó có thể được tính toán như là giá trị trung bình của các dòng nhu cầu hàng tháng cho 12 tháng trước đây hay nó có thểđược ước tính.
- Các giới hạn thành phần điều hoà ứng dụng cho các thành phần điều hoà lẻ. Các thành phần điều hoà bậc chẵn được giới hạn trong khoảng 25% giới hạn.
- Độ méo dòng điện mà tạo ra các dòng một chiều tại điểm PCC là không được phép.
Độ méo nhu cầu tổng được biểu diễn theo công thức sau:
% 100 x I D
TD 2
2
∑ h
=
- 68 -
Các bước để đánh giá giới hạn dòng điện
- Xác định điểm PCC: Đối với các hộ sử dụng công nghiệp và dân dụng, điểm PCC thường nằm ở bên phía sơ cấp của máy biến áp.
-Tính toán tỉ lệ ngắn mạch tại điểm PCC và tìm ra các giới hạn tương ứng của các điều hoà thành phần và TDD.
- Mô tả nguồn điều hoà: Cách tốt nhất để mô tả dòng điều hoà là thực hiện các đo đạc tại điểm PCC trong một khoảng thời gian nào đó (tối thiểu là một tuần). Đối với các kế hoạch dự kiến, thì dòng điều hoà có thể được ước lượng thông qua việc hiểu biết về tải phi tuyến và phần trăm các tải phi tuyến đối với tải tổng.
- Đánh giá các mức độ dòng điều hoà cùng với việc xem xét các giới hạn dòng điều hoà. Nếu các giá trị này vượt quá giới hạn, thì các thiết bị đó không đủ tiêu chuẩn và phải tiến hành các biện pháp làm giảm dòng điều hoà.