Lọc chủ động (AHF) và lọc thụ động (Passive) khác nhau cơ bản là gì?

AHF giống như một "tai nghe chống ồn chủ động" - nó tạo ra sóng âm ngược pha để triệt tiêu tiếng ồn. Lọc thụ động giống như một "bức tường" - nó cản trở các tần số cụ thể. AHF linh hoạt hơn nhiều và hiệu quả hơn khi tải thay đổi.

Khi nào tôi chỉ cần dùng cuộn kháng (choke) là đủ?

Khi bạn chỉ có 1-2 biến tần công suất nhỏ, không có yêu cầu tuân thủ khắt khe (IEEE 519), và mục tiêu chính chỉ là bảo vệ bộ chỉnh lưu của biến tần. Đây là giải pháp "tốt hơn là không có gì".

Lắp bộ lọc sóng hài có tiết kiệm điện không?

Có, nhưng gián tiếp. Sóng hài gây tổn thất năng lượng dưới dạng nhiệt (trong máy biến áp, dây dẫn). Bằng cách giảm sóng hài, bạn giảm tổn thất này (I²R) và cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống. Đồng thời, nó giúp bạn tránh bị phạt công suất phản kháng (nếu AHF có bù PF).

Hệ thống của tôi có năng lượng mặt trời. Tôi có cần lo lắng về sóng hài không?

Có. Các bộ biến tần (inverter) năng lượng mặt trời cũng là tải phi tuyến và tạo ra sóng hài, đặc biệt là khi công suất phát cao. Việc đánh giá sóng hài càng quan trọng hơn trong các hệ thống hybrid (Xu hướng 2024-2025).

Các giải pháp lọc sóng hài phổ biến nhất:

Sử dụng Cuộn kháng (AC/DC Chokes) giảm THDi cơ bản.
Lắp đặt Bộ lọc sóng hài thụ động (Passive Harmonic Filters – PHF) cho tải ổn định.
Lắp đặt Bộ lọc sóng hài tích cực (Active Harmonic Filters – AHF) hiệu suất >97%.
Sử dụng biến tần đa xung (12-pulse, 18-pulse) hoặc công nghệ AFE.

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).

Hàng loạt tủ biến tần công nghiệp VFD hoạt động trong nhà máy sản xuất, nguồn gây nhiễu sóng hài chính. — Các tủ biến tần (VFD) hiện đại là trái tim của nhà máy 4.0, nhưng cũng là nguồn phát sinh sóng hài lớn nhất ảnh hưởng đến chất lượng điện năng.

Mục lục

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.

Biểu đồ phân tích phổ sóng hài FFT và dạng sóng bị méo dạng THD — So sánh dạng sóng sin chuẩn (50Hz) và dạng sóng bị méo dạng do nhiễu hài.

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

Cận cảnh tụ bù công suất bị nổ tung và cháy đen bên trong tủ điện do hiện tượng cộng hưởng sóng hài gây quá áp. — Hậu quả điển hình của cộng hưởng sóng hài: Tụ bù bị quá nhiệt, phồng rộp và phát nổ, gây dừng máy và tốn kém chi phí thay thế.

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

Tủ bộ lọc sóng hài tích cực (AHF) hiện đại đang hoạt động trong phòng kỹ thuật sạch, hiển thị chỉ số THDi dưới 5%. — Bộ lọc sóng hài tích cực (AHF) là giải pháp tiên tiến nhất, giúp triệt tiêu sóng hài đa bậc và đưa THDi về ngưỡng an toàn (<5%) theo chuẩn IEEE 519.

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

Màn hình hiển thị biểu đồ so sánh dạng sóng điện áp bị méo dạng trước khi lọc và dạng sóng sin chuẩn sau khi sử dụng bộ lọc sóng hài AHF. — Trực quan hóa hiệu quả: Dạng sóng bị méo dạng nghiêm trọng (Đỏ) được khôi phục về dạng sóng sin chuẩn (Xanh) sau khi áp dụng giải pháp lọc AHF.

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.

Tiêu chí	Cuộn kháng (Reactor)	Lọc Thụ động (PHF)	Lọc Tích cực (AHF)
THDi sau lọc	35% – 45%	10% – 15%	< 5% (Chuẩn IEEE 519)
Tính năng cộng thêm	Bảo vệ đầu vào VFD	Cải thiện PF cố định	Bù PF, Cân bằng pha, Chống nhiễu

Quy Trình Dịch Vụ Lọc Sóng Hài (KTH Standard)

Kỹ sư điện KTH Electric sử dụng máy phân tích chất lượng điện Fluke 435-II đo sóng hài tại tủ điện tổng MSB nhà máy. — Kỹ sư KTH Electric thực hiện đo đạc thực tế tại nhà máy bằng thiết bị chuyên dụng để phân tích chính xác phổ sóng hài trước khi đưa ra giải pháp.

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.