Sử dụng năng lượng hiệu quả không chỉ góp phần cải thiện chất lượng môi trường bằng cách giảm thải khí nhà kính (GHG – Greenhouse gas emissions) mà còn mang lại lợi ích kinh tế cho người sử dụng bằng cách tiết giảm chi phí cho phần năng lượng mà họ không thực sự sử dụng hoặc không cần thiết, đồng thời nâng cao chất lượng dịch vụ.

Bạn có biết tại sao…..

– Thiết bị đóng cắt (MCB) của một số thiết bị của bạn bị cắt đột ngột?

– Bạn phải khởi động lại bộ điều khiển của một quá trình sản xuất, hoạt động nào đó?

– Động cơ và máy biến áp nóng lên dù chạy không đủ tải?

– Thiết bị mới nhưng hỏng, không rõ nguyên nhân?

– Nguồn điện bị hỏng trên một số thiết bị?

– Máy tính thường bị “đơ” ở một số vị trí, địa điểm?

– ….

Câu trả lời đó là chất lượng nguồn điện cung cấp không được bảm bảo, không “sạch” khiến việc sử dụng nguồn điện, năng lượng không được hiệu quả.

Dưới đây sẽ là một số nguyên nhân gây ra các vấn đề về chất lượng nguồn điện không được đảm bảo, không “sạch” và giải pháp tương ứng:

1. Cảm ứng điện từ:

– Nguyên nhân: Sử dụng nhiều thiết bị tiêu thụ điện năng không phải là thuần trở mà có các thành phần phản kháng như động cơ, đèn chiếu sáng,…

– Tác hại: Hệ số cos phi thấp:

+ Tổn hao trên đường dây;

+ Tổn hao trong máy biến áp;

+ Chi phí năng lượng, điện cao hơn,..

– Thiết bị cải thiện phù hợp: Tụ bù.

Hình 1: Tụ bù

2. Nhiễu được tạo ra bởi thiết bị khác:

– Nguyên nhân: Nhiễu được tạo ra bởi các thiết bị khác như bộ chuyển đổi nguồn (sử dụng các bộ chuyển đổi điện tử công suất,..), biến tần, UPS,..

– Tác hại:

+ Ở phía nguồn cung cấp:

• Sóng hài dòng điện (bậc thấp): tăng tổn thất máy biến áp phân phối và đường dây phân phối, biến dạng sóng điện áp, aptomat chuyên dụng bị tác động,..
• Nhiễu điện từ tần số cao (EMI): gây ảnh hưởng tới các thiết bị khác (bộ điều khiển, máy tính, radio, TV,…), aptomat chuyên dụng bị tác động,.

+ Ở phía nguồn người sử dụng:

• Tần số chuyển mạch của các thiết bị không ổn định (sóng hài): tiếng ồn điện và gây ra âm thanh, gây nhiễu lên các thiết bị điện tử khác, du/dt cao (hư hỏng lớp cách điện), quá nhiệt vật liệu từ tính.

– Thiết bị cải thiện phù hợp:

+ Ở phía nguồn cung cấp:

• Bộ lọc LC, LCL và LCL-th: Bộ lọc thụ động dựa trên sự kết hợp giữa cuộn cảm và tụ điện được điều chỉnh để lọc phía đầu vào của bộ biến đổi,..

Hình 2: Bộ lọc LCL

• Bộ lọc EMI: Giảm nhiễu điện từ tần số cao do bộ chuyển đổi nguồn tạo ra cho chuyển mạch bán dẫn,… Tránh sự lan truyền các nhiễu loạn điện từ dẫn truyền các thiết bị nhạy cảm.

Hình 3: Bộ lọc EMI

+ Ở phía nguồn người sử dụng:

• Bộ lọc sóng sin và bộ lọc dv/vt: thiết kế để loại bỏ các phần tử sóng hài khỏi tần số chuyển đổi trong thiết bị biến tần, bộ thay đổi tốc độ PWM,…

Hình 4: Bộ lọc sóng sin

3. Tải không tuyến tính

– Nguyên nhân: Sử dụng tải không tuyến tính trong hệ thống như biến tần, lò nướng, các thiết bị phóng điện,…

– Tác hại: Cộng hưởng ở tần số sóng hài:

+ Bộ bù công suất phản kháng quá tải;

+ Rung máy biến áp;

+ Quá nhiệt máy biến áp;

+ Biến dạng sóng điện áp;

+ Aptomat chuyên dụng bị tác động,..

– Thiết bị cải thiện phù hợp:

+ Bộ lọc bảo vệ (Protection filter): Dùng để bù công suất phản kháng cho các phụ tải dao động có công suất thay đổi tương đối chậm, sóng hài cao và có nguy cơ cộng hưởng;

Hình 5: Bộ lọc bảo vệ (Protection filter)

+ Bộ lọc hấp thụ (Absorption filter): Bù công suất phản kháng với độ méo sóng hài trung bình, mục tiêu cải thiện hệ số công suất và lọc sóng hài.

Hình 6: Bộ lọc hấp thụ (Absorption filter)

+ Bộ lọc tích cực: Lọc sóng hài, cải thiện hệ số công suất và bù mất cân bằng

Hình 7: Bộ lọc tích cực

4. Tải không đối xứng, một pha (pha – trung tính) và phi tuyến tính:

– Nguyên nhân: Tải không đối xứng, một pha (pha – trung tính) và phi tuyến tính như thiết bị điện (không có bộ PFC), phóng điện chiếu sáng,..

– Tác hại:

+ Sóng hài bậc 3 cao => Biến dạng sóng điện áp;

+ Dòng điện trong dây trung tính, quá tải dây dẫn.

– Thiết bị cải thiện phù hợp:

+ Bộ lọc chặn (Blocking filter): Tải 1 pha;

+ Máy biến áp kết hợp với lọc: Cân bằng tải, cách ly đất.