Chất lượng điện: Định nghĩa, Tại sao và làm cách nào để đo?

Chất lượng điện – yếu tố quan trọng cho hoạt động ổn định và an toàn của thiết bị điện

Trong thời đại công nghệ số hóa và phát triển bền vững, nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng tăng cao. Tuy nhiên, lưới điện ngày càng phức tạp, với sự gia tăng các nguồn năng lượng tái tạo và công nghệ tiết kiệm năng lượng, làm ảnh hưởng đến chất lượng điện năng cung cấp. Hiểu rõ về chất lượng điện và cách đo lường nó là điều cần thiết để đảm bảo hoạt động ổn định, an toàn cho thiết bị điện và hệ thống của bạn. Bài viết này sẽ cung cấp những kiến thức cơ bản về chất lượng điện, tầm quan trọng của việc đo lường và các giải pháp hiệu quả từ HIOKI. Hãy cùng HIOKIJP.VN khám phá thêm!

Chất lượng điện là gì?

Chất lượng điện là thuật ngữ chung để thể hiện các hiện tượng ảnh hưởng đến thiết bị của người dùng khi dòng điện xoay chiều vượt quá một giới hạn nhất định. Hình 1 cho thấy dạng sóng điện năng đóng vai trò là chỉ báo về chất lượng của nguồn cung cấp điện. Dạng sóng phải ổn định về biên độ, tính liên tục, hình dạng và tần số.

A: Biên độ

Ổn định về giá trị RMS của điện áp

B: Tính liên tục

Không gián đoạn dạng sóng

C: Dạng sóng

Sạch về hình dạng, không bị méo mó

D: Tần số

Ổn định về việc cung cấp cùng phạm vi giá trị tần số

Giả sử vì một lý do nào đó, dạng sóng được hiển thị trong Hình 1 vượt quá một giới hạn nhất định, dẫn đến chất lượng điện kém. Sau đó, dạng sóng có thể trông giống như Hình 2, thể hiện một hiện tượng được gọi là sụt áp (tăng đột biến), trong đó điện áp tăng lên trong thời gian ngắn. Sự tăng đột biến điện áp có thể khiến nguồn cung cấp điện của thiết bị bị hỏng hoặc thiết bị bị reset.

Tại sao chúng ta cần đo chất lượng điện?

Các hiện tượng tự nhiên như sét đánh, phân phối tải kém và các vấn đề về dây dẫn và nối đất là một số ví dụ về nguyên nhân gây ra các vấn đề về chất lượng điện. Công nghệ dựa trên bộ biến đổi đã trở nên phổ biến hơn trong những năm gần đây, cũng như bộ sạc xe điện kết nối lưới điện và các nguồn năng lượng tái tạo kết nối lưới điện như năng lượng mặt trời và năng lượng gió. Những yếu tố này làm cho mạng lưới điện phức tạp hơn và có tác động tiêu cực đáng kể đến chất lượng điện.

Chất lượng điện kém gây ra sự cố trong thiết bị thu/truyền và các thiết bị điện tử bị lỗi. Ví dụ, hiện tượng nhiễu hài được biết là gây cháy nổ trong các lò phản ứng và tạo ra tiếng ồn bất thường trong tụ điện. Ngoài ra, sự nhiễu xung hoặc thoáng qua và sụt áp làm dừng các hệ thống điều khiển phụ thuộc vào máy tính.

Các vấn đề về mạng lưới cung cấp điện do chất lượng điện kém là vấn đề phổ biến đối với cả nhà cung cấp điện và người dùng. Tuy nhiên, không dễ để xác định xem nguyên nhân của chất lượng cung cấp điện kém là do hệ thống của nhà cung cấp hay hệ thống của người dùng. Vì tình huống này, việc đo chất lượng điện là cần thiết để hiểu rõ nguyên nhân thực sự của các vấn đề về chất lượng điện cũng như để xem xét và phân tích nhằm đưa ra các biện pháp khắc phục hiệu quả.

Làm cách nào để đo chất lượng điện?

Chất lượng điện thường được đo dựa trên các tiêu chuẩn. Các tiêu chuẩn đóng vai trò là hướng dẫn để đo và đánh giá chất lượng của nguồn cung cấp điện. Chúng đảm bảo các phép đo được nhất quán, giúp xác định các vấn đề về chất lượng điện hiện có và đảm bảo các hệ thống điện đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng và độ tin cậy cụ thể. Chúng cung cấp hướng dẫn để đánh giá và nâng cao chất lượng của năng lượng điện. Dưới đây là một số ví dụ về các tiêu chuẩn quốc tế về chất lượng điện.

• IEC 61000-4-30: Tiêu chuẩn quốc tế quy định cách thức đo chất lượng điện. Tiêu chuẩn này phân loại các phương pháp đo và khả năng của thiết bị đo thành hai lớp A và S. Phép đo chất lượng điện đáng tin cậy hơn là Lớp A. Các yêu cầu đối với Lớp A không chỉ được quy định về chức năng và độ chính xác, mà còn bao gồm các thuật toán đo chi tiết và độ chính xác của đồng hồ thời gian.
• IEC 61000-4-7: Tiêu chuẩn quốc tế quy định việc đo dòng điện hài và điện áp hài trong các hệ thống cung cấp điện cũng như dòng điện hài phát ra từ thiết bị. Tiêu chuẩn này quy định hiệu suất của một thiết bị đo chuẩn.
• IEC 61000-4-15: Tiêu chuẩn xác định các kỹ thuật thử nghiệm để đo sự dao động điện áp và nhấp nháy cũng như các yêu cầu về thiết bị đo liên quan.
• EN 50160: Tiêu chuẩn Châu Âu về chất lượng điện năng xác định các giá trị giới hạn cho điện áp cung cấp và các đặc tính khác.
• IEEE 1159: Thực hành được khuyến nghị để giám sát chất lượng điện năng.
• IEEE 519: Tiêu chuẩn liên quan đến nhiễu hài điện áp và nhiễu hài dòng điện.

Máy phân tích chất lượng điện

là thiết bị được sử dụng khi thực hiện các phép đo chất lượng điện. Thiết bị này được sử dụng để đo và phân tích nhiều khía cạnh của nguồn cung cấp điện trong thời gian dài. Nó ghi lại dữ liệu về điện áp, dòng điện, tần số, nhiễu hài, sự cố thoáng qua và các thông số khác để phân tích chất lượng điện. Điều này cho phép các chuyên gia chẩn đoán các vấn đề về chất lượng điện, đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn và tối ưu hóa hiệu suất của các hệ thống điện.

Giải pháp từ HIOKI

Tại HIOKI, chúng tôi cung cấp một số loại máy phân tích chất lượng điện và máy ghi nhật ký công suất có thể được sử dụng để đo điện năng của đường dây thương mại.

Khi thế giới tiến tới mục tiêu phi carbon hóa và bền vững, số lượng các giải pháp đổi mới kết nối lưới điện đa dạng sẽ tăng lên, cũng như sự phức tạp của các nguồn năng lượng – chưa kể đến sự phát triển của công nghệ tiết kiệm năng lượng chạy bằng bộ biến đổi. Khi những xu hướng này trở nên phổ biến hơn, điều quan trọng là phải xem xét cách những yếu tố này ảnh hưởng đến chất lượng điện ở cả phía người tiêu dùng và phía nhà cung cấp. Máy phân tích chất lượng điện HIOKI sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về chất lượng điện của mình.

Tổng Kết

Việc kiểm soát chất lượng điện ngày càng trở nên quan trọng trong bối cảnh lưới điện ngày càng phức tạp và nhu cầu sử dụng năng lượng xanh gia tăng. Sử dụng các thiết bị đo chất lượng điện chuyên nghiệp từ HIOKI là giải pháp hiệu quả để bạn có thể hiểu rõ tình trạng chất lượng điện, xác định các vấn đề tiềm ẩn và đưa ra biện pháp khắc phục hiệu quả. HIOKI cung cấp nhiều dòng sản phẩm máy phân tích chất lượng điện, phù hợp với mọi nhu cầu từ khảo sát sơ bộ đến kiểm tra chuyên sâu. Hãy liên hệ với HIOKIJP.VN để được tư vấn và hỗ trợ lựa chọn giải pháp phù hợp nhất!