Sóng hài máy phát điện: nguyên nhân, Các hiệu ứng, và các phương pháp giảm nhẹ

Máy phát điện cung cấp dòng điện liên tục, trơn tru, và cung cấp điện dài hạn khi không có điện lưới chính. Các thiết bị tiên tiến có thể làm xáo trộn nguồn điện sạch đó thông qua sóng hài máy phát điện. Đây là những điều ngay lập tức, dao động điện được tạo ra bởi tải điện thay đổi, bao gồm cả ổ đĩa thay đổi liên tục, máy chủ, và hệ thống UPS.

Những sóng hài này có thể làm hỏng các thiết bị nhạy cảm, máy phát điện quá nóng, và giảm tuổi thọ của máy phát điện. Trong bài viết này của Hoa Quân, bạn sẽ đọc về nguyên nhân chính của sóng hài, cùng với hậu quả của chúng trên mạch điện của bạn. Hơn thế nữa, bạn cũng sẽ đọc về các phương pháp sản xuất hiện đại được sử dụng để ngăn chặn những sóng hài này.

Sóng hài của máy phát điện là gì?

Nếu bạn muốn hiểu khái niệm về sóng hài của máy phát điện, bạn phải biết những điều cơ bản về tín hiệu AC. Trong hệ thống lưới điện chính, AC cung cấp nguồn ở tần số tối ưu (ví dụ., tần số này là 60 Hz ở Bắc Mỹ và 50 Hz ở Châu Âu). Sóng cung cấp một dòng chảy tuyệt vời ở tần số này.

Về cơ bản, sóng hài là thêm, Sóng hình sin không bắt buộc có tần số cao hơn sóng cần thiết và tồn tại đồng bộ với sóng cơ bản. Những sóng không mong muốn này hoạt động ở bội số của tín hiệu tần số cơ bản. Ví dụ, nếu bạn có một 60 Hệ thống máy phát điện Hz, bạn sẽ thấy sóng hài thứ 5 hoạt động ở 300 Hz, trong khi sóng hài thứ 7 hoạt động ở 420 Hz, lớn hơn nhiều so với tần số yêu cầu.

Những sóng tần số tăng lên này chiếm ưu thế 60 Hệ thống Hz và tạo sự thống nhất, sóng điện bị biến dạng. Bạn có thể đo lường sự biến động chính xác như Tổng méo hài hoặc THD. Độ méo tăng có nghĩa là liên tục, tín hiệu điện không ổn định.

Trong những trường hợp hiếm hoi, máy phát điện gây ra các sóng hài này do cuộn dây và cách điện không đúng. Trong phần lớn các trường hợp, nguyên nhân cốt lõi là do thiết bị kèm theo gây ra hiện tượng méo sóng tần số sơ cấp.

Nguyên nhân gây ra sóng hài máy phát điện

Những lý do chính tạo ra sóng hài của máy phát điện bao gồm tải điện phân tán trên máy phát điện.. Tải tuyến tính là bình thường, được rút ra từ bóng đèn hoặc lò sưởi. Trong điều kiện bình thường, dòng điện lấy ra từ máy phát điện phụ thuộc chính xác vào giá trị điện áp yêu cầu cho địa điểm. Kết quả là, dạng sóng đầu ra phù hợp với tín hiệu hình sin điện áp yêu cầu.

Trong thế giới công nghệ ngày nay, có rất nhiều thiết bị và dụng cụ chạy bằng tín hiệu điện bị méo hoặc phi tuyến tính. Các thiết bị này hoạt động không trơn tru và hoạt động bằng cách sử dụng dòng điện ở tần số cao. kết quả là, nó tạo thành các sóng hài của máy phát tín hiệu tần số cao hơn và hoạt động bằng cách gửi tín hiệu bị biến dạng vào lưới máy phát.

Các nguồn phổ biến của các sóng hài thay đổi này là các nguồn liên quan đến thiết bị hoặc dụng cụ chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.. Các loại máy phổ biến nhất bao gồm::

• Ổ đĩa tần số thay đổi (VFD): Các ứng dụng bao gồm kiểm soát vận tốc cân bằng của động cơ điện công nghiệp. VFD chịu trách nhiệm gây ra sóng hài của máy phát thứ 5 và thứ 7 vào nguồn cung cấp.
• Bộ chỉnh lưu và biến tần: Các ứng dụng bao gồm hệ thống UPS, tấm pin mặt trời, và hệ thống sạc dựa trên EV.
• Bộ nguồn chuyển đổi chế độ (SMPS): Các ứng dụng bao gồm máy tính tiên tiến, máy chủ hiện đại, Trình điều khiển LED, và đồ điện tử gia dụng.

Thỉnh thoảng, cách bố trí riêng của máy phát điện gây ra những sóng hài này. Cũng, nó quyết định những sóng hài này sẽ ảnh hưởng như thế nào đến việc cung cấp điện. Máy phát điện là sự thay thế thay thế cho nguồn cung cấp lưới điện chính, có khả năng chống lại dòng điện lớn.

Khi bạn rút ra một tải phân tán từ máy phát điện, nó cho thấy nhiều điện trở hơn và dẫn đến các bước sóng bị biến dạng. Tình huống này sẽ hoàn toàn khác trong kết nối lưới điện chính do trở kháng ít hơn. Như vậy, trang web của bạn có thể hoạt động bình thường trên tải lưới chính nhưng hiển thị sóng hài của máy phát khi lấy điện từ máy phát.

Ảnh hưởng của sóng hài máy phát điện đến hệ thống điện

Bạn không thể bỏ qua những sóng hài này vì chúng sẽ dẫn đến hư hỏng nghiêm trọng. Sự kiện hiếm gặp của những sóng hài này sẽ dẫn đến một loạt sự cố máy móc liên tục. Hư hỏng sẽ xảy ra với cả máy phát điện cũng như các thiết bị biến tần được kết nối.

Đầu tiên, sóng hài làm hỏng hiệu suất cơ bản của máy phát điện. Sóng hài có tần số tăng cao gây ra hiệu ứng gọi là hiệu ứng da. Trong trường hợp này, những tần số cao hơn này đẩy các electron tới lớp phủ đồng bên ngoài. Lực đẩy cưỡng bức này làm tăng trở kháng của dây. Nó gây ra tổn thất nhiệt cao hơn khi cho dòng điện đi qua hệ thống.

Sự gia nhiệt quá mức này làm nóng chảy lớp cách điện bên trong máy phát điện. Kết quả là, nó làm giảm tuổi thọ của máy phát điện. Hơn thế nữa, sóng hài bị biến dạng có thể tạo ra từ trường ngược chiều bên trong stato. Nó gây ra căng thẳng về thể chất, rung động cao hơn, và sự kém hiệu quả của nhiên liệu.

Các sóng hài có tần số thay đổi cũng có ảnh hưởng nghiêm trọng đến thiết bị và đồ dùng của bạn. Ví dụ, một số thiết bị gia dụng của bạn hoạt động tốt 60 Chỉ Hz để hoạt động trơn tru. Sóng hài cũng có thể khiến mạch điện của bạn bị ngắt đột ngột.

Nếu bạn không quản lý được sóng hài, chúng dẫn đến hành vi không tuân thủ quy định. Các công ty hàng đầu, giống như IEEE, đưa ra ngưỡng công suất rõ ràng, chẳng hạn như IEEE 519 tuân thủ tiêu chuẩn. Người dùng cố tình đưa sóng hài trở lại hệ thống máy phát điện có thể phải đối mặt với hậu quả pháp lý và hình phạt từ các công ty điện lực.

Phương pháp quản lý sóng hài máy phát điện

Bạn không thể loại bỏ các tải điện thay đổi từ máy móc tiên tiến. Nhưng các nhà sản xuất máy phát điện có thể quản lý hoạt động của máy phát điện để giảm nguy cơ xảy ra sóng hài của máy phát điện và tránh làm hỏng thiết bị của bạn.

Giải pháp bao gồm việc sử dụng các bộ lọc giảm thiểu sóng hài, có hai loại khác nhau.

• Bộ lọc thụ động: Bao gồm các tụ điện và cuộn cảm với kích thước cụ thể. Chúng được gọi là bẫy điện để thu các tần số phân tán hài hòa trước khi chúng đi đến máy phát điện.. Ví dụ, các bộ lọc thụ động có thể phát hiện và bẫy các tín hiệu hài bậc 5 từ VFD.
• Bộ lọc hoạt động: Bao gồm các bộ vi xử lý hiện đại với công nghệ tiên tiến. Họ kiểm tra các đường sóng tới máy phát điện. Bất cứ khi nào có sóng hài, chúng tạo ra sóng phản hài giống hệt nhau để hủy bỏ hiệu ứng méo tiếng.

Bạn cũng có thể xem xét sửa đổi thiết kế và bố cục trong kỹ thuật máy phát điện. Nếu bạn lắp đặt máy phát điện chất lượng cao, họ sẽ sử dụng một cách cụ thể 2/3 bước thiết kế bên trong stato. Sự sửa đổi cụ thể này trong cuộn dây đồng sẽ tự động phá hủy sóng hài bậc 3 và các bội số tới của nó.. Những sóng hài này còn được gọi là sóng hài bậc ba và gây chết người cho hệ thống khi chúng tập trung trong dây trung tính và tạo ra nhiệt độ quá cao..

Khi các kỹ sư đang ứng tuyển hiệu chỉnh hệ số dựa trên công suất, họ phải làm điều đó một cách nghiêm túc. Họ phải sử dụng tụ điện hết sức cẩn thận. Bởi vì các dãy tụ điện có thể tối ưu hóa tần số sóng hài, dẫn đến sự tàn phá. Nếu nhà sản xuất muốn giảm cơ hội của họ, họ phải lắp đặt các lò phản ứng bị lệch khi kết hợp các tụ điện. It will apply their Hệ số công suất in a safe manner.

Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, việc giám sát và đánh giá các địa điểm và hệ thống dự phòng là cần thiết. Bạn phải cài đặt hệ thống theo dõi và máy phân tích trong trang web của mình để nhận thông tin theo thời gian thực. Bạn sẽ có thể phát hiện các đột biến phi tuyến tính trong thời gian.

Các phương pháp hay nhất để giảm thiểu sóng hài trong máy phát điện

Kết hợp các bộ lọc là một lựa chọn tuyệt vời. Nếu bạn muốn biết chiến lược lâu dài để tránh những sóng hài này, bạn phải giới thiệu một hệ thống có tính hoạt động cao khi lắp đặt máy phát điện.

Khi bạn đang cài đặt hệ thống sao lưu của mình, tăng kích thước của dây trung tính. Nó sẽ chứng tỏ là một biện pháp an toàn nghiêm ngặt. Thường xuyên, ngày thứ 3, 9th, và sóng hài thứ 15 không hủy bỏ hiệu ứng. Hơn là, chúng kết hợp với nhau để tạo ra hiệu ứng thống nhất và chảy ngược về dây trung tính.

Dây trung tính sẽ phải mang dòng điện lớn hơn bình thường. Khi bạn sử dụng dây trung tính cỡ lớn, nó sẽ ngăn dòng điện tăng thêm gây đoản mạch và cháy nổ.

Bạn phải đảm bảo cân bằng tải hợp lý trên máy phát điện. Cố gắng phân phối tải phi tuyến tính bằng nhau trên ba pha. Nếu có sự mất cân bằng, nó sẽ làm tình hình xấu đi, và dạng sóng thu được sẽ bị phân tán.

Bạn cũng phải coi trọng việc bảo trì và nâng cấp hệ thống theo lịch trình. Nếu bạn đang làm mới cơ sở của mình bằng thêm đèn LED và bóng đèn thẩm mỹ, bạn phải nâng cấp hệ thống điện của mình, cũng vậy. Liên hệ kỹ sư chuyên nghiệp để nhận được lời khuyên chuyên môn về nâng cấp nguồn điện. Nó sẽ giúp máy phát điện của bạn phù hợp với nhu cầu năng lượng mới của bạn.

Lưu ý cuối cùng!

Sóng hài máy phát điện là mối đe dọa tiềm ẩn đối với các nguồn dự phòng tốn kém của bạn. Chúng có thể làm hỏng ngay cả những hệ thống máy phát điện hiệu quả nhất. Thực ra, các cơ sở hiện đại kết hợp các thiết bị và dụng cụ điện hoạt động ở tần số thay đổi và dẫn đến sóng hài của máy phát điện. Nếu bạn không quản lý được những làn sóng méo mó này, nó sẽ làm hỏng toàn bộ hệ thống. Nếu bạn thực hành các biện pháp phòng ngừa thích hợp và muốn bảo trì máy phát điện theo lịch trình, bạn có thể tránh được hậu quả của chúng một cách dễ dàng.

Bảo vệ cơ sở của bạn khỏi nguồn điện bẩn

Do not allow the scattered electrical waves to disrupt your whole backup power. Nó cũng sẽ làm hỏng các thiết bị nhạy cảm và thiết bị quan trọng của bạn. Bạn có cần phân tích sóng hài gần đây của máy phát điện không, hay bạn muốn kết hợp các bộ lọc sóng hài vào hệ thống của mình? Trong cả hai trường hợp, các kỹ sư chuyên nghiệp của chúng tôi tại Huaquan luôn sẵn sàng phục vụ bạn. Liên hệ với chúng tôi Hôm nay.