Giải Pháp Lọc Sóng Hài Toàn Diện (A-Z): Hướng Dẫn Kỹ Thuật 2025

Trong kỷ nguyên Công nghiệp 4.0, khi các tải phi tuyến (Non-linear Loads) như biến tần (VFDs) trở thành trung tâm của mọi nhà máy, một vấn đề kỹ thuật âm thầm nhưng nghiêm trọng đang làm gia tăng chi phí vận hành: Sóng hài (Harmonics).

Hơn 60% sự cố điện công nghiệp liên quan trực tiếp đến chất lượng điện năng (Power Quality). Doanh nghiệp thường chỉ phát hiện khi sự cố đã nghiêm trọng: tụ bù bị nổ, máy biến áp quá nhiệt, dây trung tính nóng, hoặc CB nhảy liên tục (Tripping). Đây là những triệu chứng điển hình của lưới điện bị “ô nhiễm” bởi Nhiễu điện từ (EMI) và sóng hài.

Tại KTH ELECTRIC, chúng tôi cung cấp dịch vụ lọc sóng hài toàn diện: từ đo kiểm bằng máy phân tích chuyên dụng (Fluke/Hioki) sử dụng thuật toán FFT (Fast Fourier Transform), đến triển khai hệ thống xử lý sóng hài đạt chuẩn IEEE 519 và quy định của EVN.

Sóng Hài Là Gì? (Harmonics Definition)

Sóng hài là gì? Là các thành phần điện áp (THDv) hoặc dòng điện (THDi) có tần số là bội số nguyên của tần số cơ bản (50Hz). Chúng cộng hưởng gây méo dạng sóng sin, tạo ra Tổng biến dạng sóng hài (THD) cao.

Các bậc sóng hài nguy hiểm nhất bao gồm:

• Sóng hài bậc 3 (150Hz): Sinh ra từ tải 1 pha, gây quá dòng đường dây trung tính.
• Sóng hài bậc 5, 7, 11: Sinh ra từ bộ chỉnh lưu 6 xung trong biến tần, gây momen xoắn ngược và nóng động cơ.

Nguyên Nhân: Tải Phi Tuyến (Non-linear Loads)

Thủ phạm chính là các thiết bị điện tử công suất:

• Biến tần (VSD/VFD): Nguồn gây hài lớn nhất trong công nghiệp.
• Bộ lưu điện (UPS) & Nguồn xung (SMPS): Trong Data Center và tòa nhà văn phòng.
• Lò hồ quang & Máy hàn: Gây dao động điện áp và Flicker.
• Hệ thống điện mặt trời (Solar Inverters): Cũng sinh ra sóng hài tần số cao.

Tác Hại Của Sóng Hài (Hậu Quả & Rủi Ro)

1. Cộng Hưởng & Nổ Tụ Bù

Hệ thống tụ bù nền rất dễ bị cộng hưởng sóng hài (Harmonic Resonance) với cảm kháng của máy biến áp. Điều này làm dòng qua tụ tăng vọt, gây phồng tụ, nổ tụ và giảm tuổi thọ hệ thống.

2. Suy Hao Công Suất & Quá Nhiệt

Sóng hài làm tăng hiệu ứng bề mặt (Skin effect) và dòng điện xoáy (Eddy current), gây suy hao điện năng dưới dạng nhiệt trên cáp và máy biến áp. Đây là lãng phí năng lượng vô hình mà doanh nghiệp phải trả tiền.

3. Nhiễu EMI/EMC & Sai Lệch Điều Khiển

Sóng hài tần số cao gây Nhiễu điện từ (EMI), ảnh hưởng đến tính Tương thích điện từ (EMC) của các thiết bị điều khiển PLC, cảm biến, dẫn đến việc dây chuyền ngừng hoạt động (Downtime) không báo trước.

Chuyên viên tư vấn & Báo giá

Ms. Khuyên Bùi

⚡ Phản hồi ngay

Chat tư vấn qua Zalo Official

Tiêu Chuẩn IEEE 519 & Thông Tư 39/BCT

Để tránh bị phạt bởi Điện lực (EVN) và đảm bảo an toàn lưới điện, doanh nghiệp cần tuân thủ giới hạn sóng hài tại Điểm đấu nối chung (PCC – Point of Common Coupling):

• Thông tư 39/2015/TT-BCT: Tổng độ méo sóng hài điện áp (THDv) phải ≤ 6.5% (với lưới hạ thế/trung thế).
• IEEE 519-2014: Quy định nghiêm ngặt về cả THDv và THDi (dòng điện).

So Sánh Các Giải Pháp Lọc Sóng Hài

1. Bộ lọc Sóng Hài Tích Cực (AHF) – Active Harmonic Filter

Đây là giải pháp công nghệ cao (tương tự các hãng lớn như Schneider, Danfoss, ABB). AHF đo dòng hài và phát ra dòng bù ngược chiều để triệt tiêu.

• Hiệu quả lọc: THDi < 5%, lọc được từ bậc 2 đến bậc 50.
• Thời gian phản hồi: Siêu nhanh < 5ms (Instant response).
• Đa chức năng: Vừa lọc hài, vừa bù công suất phản kháng (PFC) vô cấp, vừa cân bằng tải 3 pha.

2. Bộ lọc Sóng Hài Thụ Động (PHF) – Passive Harmonic Filter

Sử dụng mạch LC (Cuộn cảm & Tụ điện) để tạo đường thoát trở kháng thấp cho các bậc hài cụ thể (thường là bậc 5, 7).

• Ưu điểm: Chi phí thấp hơn AHF.
• Nhược điểm: Cồng kềnh, dễ bị quá tải nếu sóng hài tăng đột biến, không linh hoạt.

Quy Trình Dịch Vụ Lọc Sóng Hài (KTH Standard)

Bước 1: Khảo sát & Đo đạc (Power Quality Audit)

Sử dụng máy phân tích chất lượng điện Fluke 435-II hoặc Hioki PW3198 để ghi nhận biểu đồ phụ tải và phổ sóng hài (FFT Analysis) tại điểm PCC và các phụ tải lớn trong 24h-7 ngày.

Bước 2: Tính toán & Mô phỏng

Tính toán dung lượng bộ lọc cần thiết. Phân tích hoàn vốn (ROI) dựa trên việc giảm tổn thất điện năng và tránh phạt hệ số công suất.

*Lưu ý: Việc lựa chọn giải pháp cần tuân thủ các quy chuẩn kỹ thuật điện và khuyến cáo từ các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM).