Sóng hài là một sóng nhiễu, các dạng sóng này là dạng sóng điện áp hoặc dòng điện, có tính tuần hoàn, hình sin và là bội số nguyên của tần số cơ bản (50 hoặc 60 Hz). Trong hệ thống phân phối điện công nghiệp hiện nay thiết bị phi tuyến tính chiếm tỷ lệ ngày càng tăng trong tổng tải được sử dụng. Bất kỳ thiết bị nào có đặc tính điện áp và dòng điện theo dạng phi tuyến tính đều tạo ra sóng hài. Các nguồn sóng hài chính trong hệ thống điện công nghiệp là thiết bị biến đổi điện tĩnh, thiết bị chỉnh lưu, thiết bị lưu trữ điện dự phòng(UPS), thiết bị sạc điện, thiết bị chuyển mạch điện tử công suất, thiết bị biến tần, lò hồ quang và thiết bị bão hòa từ cũng là nguồn sóng hài.
Thêm nữa hầu hết các thành phần tải chính của hệ thống điện chủ yếu là tải cảm ứng kết hợp các tụ điện(tải dung) được sử dụng để bù công suất phản kháng hoặc lọc sóng hài có thể dẫn đến hiện tượng cộng hưởng sóng hài nối tiếp hoặc song song làm khuếch đại dòng điện và điện áp. Sóng hài gây ra nhiều tác động và ảnh hưởng đến hiệu suất và hoạt động vận hành của của hệ thống điện cũng như thiết bị. Vì vậy việc phân tích sóng hài trở thành một phần quan trọng trong thiết kế và vận hành toàn bộ hệ thống điện nhằm giúp các nhà quản lý hệ theo dõi được mức độ sóng hài, lựa chọn thiết bị và giải pháp lọc sóng hài, đưa ra những biện pháp khắc phục, cải thiện và giảm thiểu sóng hài ở mức độ cho phép.
♦ Tác động của sóng hài trong hệ thống điện rất phổ biến vì chúng ảnh hưởng đến các thiết bị điện, thiết bị điện tử, hoạt động vận hành và hiệu suất hệ thống. Tác động của sóng hài là do cả sóng hài dòng điện và sóng hài điện áp điện áp gây ra. Sóng hài dòng điện gây ra các vấn đề quá nhiệt, quá tải, tổn thất ngược lại sóng hài điện áp gây ra các vấn đề bất thường về điện áp như quá áp, nhiễu điện áp, giảm khả năng cách điện và do đó làm giảm tuổi thọ của thiết bị. Nếu sóng hài không được kiểm soát ở mức giới hạn chấp nhận được, thiết bị điện và thậm chí là thiết bị điện tử có thể bị hư hỏng dẫn đến gián đoạn cung cấp điện. Sau đây là một số tác động phổ biến của sóng hài:
– Gây méo dạng dạng sóng dòng điện và điện áp
– Tăng tổn thất, tổn hao cho thiết bị
– Dao động điện áp, quá áp hệ thống
– Quá tải, quá nhiệt và cháy nổ cho thiết bị
– Giảm hiệu suất hoạt động của thiết bị
– Đo đếm sai hoặc hoạt động sai của thiết bị đo lường và bảo vệ
– Gây nhiễu loạn điện từ cho các thiết bị điện tử viễn thông
♦ Các thông số, thông tin dữ liệu được cung cấp khi thực hiện phân tích sóng hài bao gồm:
– Độ méo dạng bậc sóng hài điện áp và dòng điện riêng lẻ
– Tổng độ méo dạng sóng hài điện áp và dòng điện(%THD)
– Tổng độ méo dạng sóng hài dòng điện theo dòng điện tải cực đại (%TDD).
– Dung lượng và trị trí đặt bộ lọc sóng hài
– Dung lượng công suất phản kháng cần bù cho hệ thống
♦ Bộ tiêu chuẩn áp dụng:
– IEEE 519: Tiêu chuẩn sóng hài trong hệ thống điện
– IEEE 399 Tiêu chuẩn cho phân tích hệ thống điện công nghiệp và thương mại.