128
Tp chí Khoa hc Kthut M- Địa cht Tp 58, K2 (2017) 128-136
Đánh giá ảnh hưởng ca cộng hưởng điện áp do sóng hài ca
ti phi tuyến đến tbù công sut phản kháng trong lưới điện
6kV Công ty than Nam Mu
Nguyn Xuân Nh1,*, Lê Xuân Thành 1
1 Khoa - Điện, Trường Đại hc M - Địa Cht, Vit Nam
THÔNG TIN BÀI BÁO
TÓM TT
Quá trình:
Nhn bài 06/01/2017
Chp nhn 19/4/2017
Đăng online 28/4/2017
T khóa:
Sóng hài
Ti phi tuyến
Cộng hưởng điện áp
Cộng hưởng dòng điện
Việc sử dụng các thiết bị biến đổi điện tử công suất (tải phi tuyến) trong hệ
thốngđiện manglạinhiềulợiích vềkinh tế vàkỹthuật,do vậytải phituyến
ngàycàngđượcsửdụngnhiềutrongcácmạngđiện.Tuynhiên,việcsửdụng
tải phi tuyến nguyên nhânchính sinh ra sóng hài trongcác mạng điện
gâyrasựméodạngsóngđiệnápvàdòngđiện.Điềunàylàmảnhhưởnglớn
đến sự làm việc bình thường, điều kiện an toàn cũng như tuổi thọ của các
thiết bị điện. Do vậy,khi sử dụng tải phi tuyến cần phải những biện pháp
để khắc phục những tác hại của sóng hài đối với các thiết bị điện do tải phi
tuyến gây ra. Thông qua việc phỏng trên phần mềm ATP, bài báo tập
trungnghiêncứuphântích,đánh giátác độngcủasónghàidotảiphituyến
đối với các thiết bị trong mạng điện 6kV của Công ty than Nam Mẫu, đặc
biệtlàđốivớicácbộtụbùcôngsuấtphảnkháng.Từđócóthểtìmranhững
phương pháp phù hợp để loại bỏ tác động tiêu cực của sóng hài đối với các
thiết bị trong mạng điện.
© 2017 Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Tất cả các quyền được bảo đảm.
1. M đầu
Để nâng cao hiu qusn xut, hin nay các
thiết bị điện tcông sut (ti phi tuyến) được s
dng rng rãi trong mạng điện ca các mhm lò
đặc bit mạng điện 6kV. Vic sdng các thiết b
này đem lại hiu quln vkthuật nhưng cũng
gây ra những tác động tiêu cực đến mạngđiện.
Các nghiên cu ca (Attachie, 2010), tp
trung vào ảnh hưởng của sóng hài đến các bt
bù. Nghiên cu của (Lê Xuân Thành, 2015) cũng
_____________________
*Tác gi liên h
E-mail: nguyenxuannhi@humg.edu.vn
chỉ ra quá điện áp do sóng hài gây nguy him vi
btbù công sut phn kháng trong mạng điện
6kV camlthiên.
Các nghiên cu trên chyếu kho sát nh
hưởng của sóng hài đến các btụ bù, nhưng chưa
đánh giá được cthmức độảnh hưởngcacng
hưởng điện áp do sóng hài đến slàm vic bình
thường ca các btbù trong mạng điện 6kV ca
các khu vc mhm lò. Da trên cơ sở lý thuyết,
bng thc nghim và mô phng trên phn mm
tin hc, ni dung bài báo snghiên cứu đánh giá
cthvmứcđộảnh hưởngcacộnghưởngđiện
ápdosónghàiđốivislàmviệcbìnhthườngca
các btbù công sut phnkhángtrongmng
Nguyn Xuân Nh Xuân Thành/Tp chí Khoa hc K thut M - Địa cht 58 (2), 128-136
129
điện6kVcakhuvcmhmlòCôngtythanNam
Mu.
trung gian 35/6kV gm 2 máy biến áp dung
lượngmỗimáy7500kVA,sơđồnguyênlýcatrm
2. Ti phi tuyến trong mạng điện 6kV m
hm
Ti phi tuyến được sdng trong mạng điện
mhầm lò thường là các bkhởi động mm, các
bbiến tn, các thiết bbiến đổi, điều khin... Các
thiết bnày là nguyên nhân chính sinh ra sóng hài
trong mạng điện 6kV ca mhm lò, chúng làm
cho dạng sóng dòng điện và điện áp bméo dng,
không còn hình sin.
Hình 1 là dạng sóng dòng điện và phhài ca
mtstiphituyếnđượcđothựctếtimạngđiện
cho Hình 2.
Cácphti6kVphíasautrmbiếnáp35/6kV
được cấp điện theo sơ đồ hình tia, chyếu là các
động cơ bơm nước cao áp, các động cơ quạt gió,
động cơ băng tải giếng chính và các máy biến áp
6kV cungcấp điện cho các phân xưởng.
Tronglưới6kVcócácti phituyến chyếu là
các bkhởi độngmềm dùngđể khởi độngcho các
độngcơcôngsuấtlớn.SơđồnguyênlýchoHình
3. Thông skthut chi tiết ca các bkhởi động
mm choBng 1.
6kV mhm lò.
Quacáckếtquảđothựcnghim Hình1thy
3.Cộng hưởng điện áp dosóng hài ca ti phi
tuyến
rng ti phi tuyến trong lưới 6kV ca mgây méo
đáng kể sóng hài, THD đều trên 80% cá bit lên
đến 112,9% điều này vi phm nghiêm trng tiêu
chunqucgiavàquctếvchấtlượngđiệnnăng
(IEEESTD519 - 1992).
- Đặc điểm lưới điện 6kV m hm Công ty than
NamMulàđểphcvchocáchoạtđộngsnxut,
3.1. Phương trìnhtoán học khi cócộnghưởng
do ngun hài
Điệnkhángcamtmạngđiệnphthucvào
tns.Trongmạchđiện,tnscộnghưởngcơbản
được xác định theo phương trình (1) (Attachie và
Amuzuvi, 2010).
Công ty than Nam Mu s dng mt trm biến áp
Bng 1. Thông s k thut chitiết các b khởi động mm6kV.
hiu
Điện áp định mc,
V
Dòng điện
định mc, A
Cp bo
v
Chức năng
HRVS-DN 140A-
6000V
6000 (-15%÷
+10%)
140
IP32
Hn chế dòng điện khởi động
của động cơ
(a)
(b)
Hình 1. Dng sóng ph hài dòng điện đo sau một biến tntrong mạng điện trungáp6kV m hmlò
(Vin khoahc Công ngh m - Vinacomin , 2016); (a) Dạng sóng dòng điện; b) Ph hài dòng điện.
1
T
2
T
U
T
2
T
2
130
Nguyn Xuân Nh Xuân Thành/Tp chí Khoa hc K thut M - Địa cht 58 (2), 128-136
Hình 2. đồ nguyên lýtrmbiến áp35/6kVca Công ty than NamMu.
f= 2π
1
LC
(1)
dosónghàicóththấyrõquaphươngtrình(2)
(3):
Trong đó: L - điệncm ca mạch điện, H; C
- điện dungcamạch điện, F.
Snguy him nht của sóng hài đó chính
gâyrascộnghưởngđiệnápvàcộnghưởngdòng
URMS =
1 u(t)dt =U(1)
0
1+THD2
(2)
điện. Điều này làm cho biên độ điện áp, dòng điện
tăng vượt quá giá trị danh định ca các thiết b
điệnvàgâynguyhiểmđếncácthiếtb.Giátrhiu
dng khi có cộng hưởng của điện áp và dòng điện
IRMS =
Trong đó:
1 i(t)dt = I(1)
0
1+THDI
(3)