1. Các vấn đề do tải phi tuyến gây ra khi không sử dụng bộ bù tích cực (APF)

1. Làm méo dạng sóng điện áp và dòng điện trên lưới, lệch khỏi dạng sóng sin chuẩn
2. Gây tổn thất nhiệt phụ thêm trong máy biến áp, cáp điện và động cơ, làm giảm tuổi thọ thiết bị
3. Khiến rơ-le bảo vệ, PLC và các thiết bị đo lường chính xác hoạt động sai
4. Gây cộng hưởng với các bộ lọc thụ động LC truyền thống, làm khuếch đại mức độ ô nhiễm hài
5. Dẫn đến hệ số công suất thấp, phát sinh khoản phạt công suất phản kháng lớn từ đơn vị cung cấp điện
6. Gây mất cân bằng dòng điện ba pha, làm dây trung tính quá nhiệt và cháy đứt

2. Hạn chế của các bộ lọc thụ động LC truyền thống

• Chỉ có thể nhắm vào các tần số hài cụ thể, không thể xử lý được hài do tải biến đổi
• Dễ cộng hưởng với trở kháng lưới, gây ra sự cố khuếch đại hài
• Cồng kềnh, nặng, chiếm diện tích lắp đặt lớn
• Đáp ứng động kém, không theo kịp độ méo tải thay đổi nhanh
• Chức năng đơn lẻ: chỉ lọc hài hoặc bù công suất phản kháng riêng biệt

3. Những ưu điểm độc đáo khiến bộ lọc tích cực (APF) trở nên không thể thiếu

(1) Giải pháp quản lý toàn diện tích hợp

(2) Đáp ứng động thời gian thực xuất sắc

(3) Không có nguy cơ cộng hưởng với lưới điện

(4) Dải tần số bù rộng

(5) Hiệu quả bù ổn định khi lưới điện biến động

(6) Chiếm diện tích nhỏ, lắp đặt linh hoạt

4. Lợi ích kinh tế khi lắp đặt APF

1. Loại bỏ các khoản phạt do hệ số công suất thấp từ các công ty cung cấp điện
2. Giảm tiêu thụ điện năng dư thừa và tổn thất nhiệt của thiết bị phân phối, hạ thấp chi phí điện
3. Kéo dài tuổi thọ sử dụng của máy biến áp, động cơ và thiết bị điều khiển chính xác, giảm chi phí bảo trì và thay thế
4. Tránh các tổn thất do ngừng sản xuất gây ra bởi vận hành sai hoặc cháy hỏng thiết bị do chất lượng điện kém

Ví dụ 1: Dây chuyền sản xuất hàn và sơn ô tô

Nguồn tải

Các vấn đề ban đầu

1. Độ méo hài bậc 5, 7, 11 nghiêm trọng; THDi đạt tới 70%
2. Dòng điện ba pha mất cân bằng nghiêm trọng, dây trung tính quá nóng
3. Bộ điều khiển lập trình (PLC), rơ-le bảo vệ và tụ bù thường xuyên nhảy cầu dao, tụ bù bị cháy
4. Hệ số công suất xuống thấp chỉ còn 0.72, dẫn đến phạt tiền hệ số công suất hàng tháng nặng

Giải pháp APF

Hiệu quả sau vận hành

1. Tỷ lệ hài tổng (THDi) giảm từ 70% xuống còn 4,4%, hoàn toàn đáp ứng tiêu chuẩn IEEE 519
2. Tỷ lệ mất cân bằng ba pha giảm từ 102% xuống còn 6,1%
3. Hệ số công suất ổn định ở mức trên 0,99, loại bỏ hoàn toàn phí phạt
4. Không xảy ra tình trạng ngừng hoạt động bất ngờ của dây chuyền sản xuất do nhiễu chất lượng điện

Trường hợp 2: Trung tâm dữ liệu viễn thông quy mô lớn

Nguồn tải

Các vấn đề ban đầu

1. Dòng hài bậc 3 tích tụ trên dây trung tính với cường độ rất lớn, tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ
2. Cộng hưởng hài giữa tủ tụ bù và lưới điện, gây méo dạng điện áp
3. Máy chủ lưu trữ và thiết bị viễn thông thường xuyên gặp sự cố tắt đột ngột

Giải pháp APF

Hiệu quả sau vận hành

1. Dòng hài bậc 3 trên dây trung tính giảm hơn 90%
2. Thời gian đáp ứng của bộ lọc ≤ 5 ms, khử được các thành phần hài từ bậc 2 đến bậc 51
3. Hỗ trợ giám sát từ xa qua đám mây, phù hợp với vận hành trung tâm dữ liệu không người
4. Không còn hiện tượng máy chủ khởi động lại bất thường sau khi nâng cấp

Trường hợp 3: Trung tâm thương mại và tổ hợp thương mại

Nguồn tải

Các vấn đề ban đầu

1. Các hài bậc cao hỗn hợp từ nhiều tải phi tuyến phân tán
2. Tổn thất nhiệt dư trên máy biến áp, tiêu thụ điện năng cao
3. Hệ thống điều khiển thang máy hoạt động sai, đèn nhấp nháy

Giải pháp APF

Hiệu quả sau vận hành

1. Tỷ lệ hài dòng điện (THDi) được kiểm soát dưới 5%, dạng sóng điện áp là sóng sin trơn mượt
2. Nhiệt độ máy biến áp giảm 8–12℃, tổn thất điện năng hàng năm giảm 7%
3. Loại bỏ hiện tượng đèn nhấp nháy và sự cố điều khiển thang máy

Trường hợp 4: Nhóm trạm sạc nhanh EV

Nguồn tải

Các vấn đề ban đầu

1. Biến động đột ngột và mạnh về dòng hài và dòng phản kháng khi xe sạc/xả điện
2. Độ sụt áp lưới điện, nhiễu hài ảnh hưởng đến nguồn cấp điện cho khu dân cư lân cận
3. Thông báo xử lý chất lượng điện từ cơ quan quản lý điện lực

Giải pháp APF

Hiệu quả sau vận hành

1. Theo dõi động tải sạc thay đổi nhanh trong vòng vài microgiây
2. Hệ số công suất phía lưới điện luôn trên 0,98
3. Không có khiếu nại nào về chất lượng điện từ cư dân xung quanh

Trường hợp 5: Nhà máy năng lượng mới công nghiệp kết hợp điện mặt trời (PV) và khí tự nhiên hóa lỏng (LNG)

Nguồn tải

Các vấn đề ban đầu

1. Các bộ biến tần quang điện (PV) tiêm sóng hài tần số cao vào lưới nội bộ nhà máy
2. Bộ lọc LC thụ động truyền thống dễ cộng hưởng với hệ thống quang điện
3. Chất lượng điện khi nối lưới không đạt tiêu chuẩn tiếp nhận vào lưới điện

Giải pháp APF

Hiệu quả sau vận hành

1. Hoàn toàn tránh được nguy cơ cộng hưởng giữa bộ lọc và lưới năng lượng tái tạo
2. Đáp ứng yêu cầu về sóng hài khi nối lưới, vượt qua kiểm tra nghiệm thu của cơ quan điện lực
3. Ổn định điện áp nhà máy trong điều kiện công suất phát từ hệ thống quang điện dao động

Trường hợp 6: Bệnh viện và phòng thiết bị y tế chính xác

Nguồn tải

Các vấn đề ban đầu

1. Nhiễu hài làm méo dữ liệu hình ảnh y tế
2. Gây nhiễu thiết bị hỗ trợ sự sống, tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn cho bệnh nhân

Giải pháp APF

Hiệu quả sau vận hành

1. Nguồn điện sạch không có nhiễu điện
2. Tín hiệu hình ảnh y tế ổn định, không có cảnh báo bất thường từ thiết bị

Vụ việc 7: Nhà máy luyện kim và lò hồ quang điện

Nguồn tải

Các vấn đề ban đầu

1. Hiện tượng nhấp nháy điện áp nghiêm trọng, dòng điện thứ tự nghịch lớn
2. Máy biến áp lão hóa nhanh, chi phí bảo trì cao

Giải pháp APF

Hiệu quả sau vận hành

1. Giảm rung và dòng điện thứ tự nghịch đồng thời
2. Kéo dài tuổi thọ máy biến áp hơn 5 năm