THDv là gì?
THDv (Total Harmonic Distortion Voltage) là chỉ số đo tổng méo dạng sóng điện áp do các sóng hài gây ra trong hệ thống điện. Trong đó, sóng hài là các dạng sóng điện áp hoặc dòng điện có tần số là bội số của tần số cơ bản (thường là 50Hz hoặc 60Hz), và chúng có thể làm méo dạng sóng điện áp hoặc dòng điện ban đầu.
Đối với hệ thống điện chất lượng tốt, mức THDv thường được duy trì dưới 5%. Các chuẩn và quy định về sóng hài của từng quốc gia cũng quy định mức THDv an toàn để đảm bảo hệ thống điện ổn định và an toàn cho thiết bị.
Tác động của THDv trong hệ thống điện
THDv gây ra nhiều ảnh hưởng tiêu cực đến hệ thống điện điện tử, có thể kể đến như:
- Ảnh hưởng đến Hiệu suất thiết bị: THDv cao có thể làm giảm hiệu suất của các thiết bị điện tử và động cơ, khiến chúng hoạt động không đúng công suất và tiêu tốn nhiều năng lượng hơn.
- Ảnh hưởng đến Nhiệt độ và độ bền: THDv cao gây ra hiện tượng quá nhiệt, làm giảm tuổi thọ của thiết bị và có thể dẫn đến hỏng hóc.
- Ảnh hưởng đến các thiết bị nhạy cảm: Các thiết bị điện tử nhạy cảm như máy tính, thiết bị y tế, và hệ thống điều khiển công nghiệp có thể bị ảnh hưởng tiêu cực bởi sóng hài.
THDv trong UPS
Nguyên nhân chính tạo ra THDv trong UPS
THDv xuất hiện trong Bộ lưu điện – UPS là do quá trình chuyển đổi điện năng, đặc biệt là khi UPS chuyển đổi từ điện một chiều (DC) từ pin sang điện xoay chiều (AC) để cung cấp cho các thiết bị kết nối. Ngoài ra, THDv còn có thể được tạo ra bởi các nguyên nhân sau:
- Quá trình biến đổi sóng từ DC sang AC:
- Trong chế độ sử dụng pin (battery mode), UPS phải chuyển đổi điện áp DC từ pin thành AC để cấp điện cho thiết bị. Quá trình này được thực hiện bởi mạch nghịch lưu (inverter).
- Mạch nghịch lưu thường không tạo ra sóng hình sin thuần túy (pure sine wave) mà là một sóng dạng xấp xỉ (như sóng vuông hoặc sóng sin mô phỏng) nếu là UPS giá rẻ. Kết quả là sóng đầu ra có thể chứa các sóng hài, gây méo dạng sóng và làm tăng THDv.
- Thiết kế và chất lượng của mạch inverter:
- UPS chất lượng thấp hoặc giá rẻ thường sử dụng inverter đơn giản, tạo ra sóng vuông hoặc dạng sóng hình sin mô phỏng, không phải là sóng hình sin thuần túy. Điều này tạo ra các sóng hài bậc cao, làm méo dạng sóng và tăng THDv.
- Các UPS cao cấp hơn (đặc biệt là loại UPS Online – double conversion) sử dụng mạch inverter phức tạp và có thể tạo ra sóng sin thuần túy, giúp giảm thiểu THDv xuống mức thấp hơn.
- Tần số chuyển mạch và phản ứng của tải:
- Tần số chuyển mạch cao có thể tạo ra các sóng hài ngoài ý muốn trong quá trình nghịch lưu. Đặc biệt, khi UPS hoạt động với các tải phi tuyến tính (như máy tính, thiết bị công nghiệp), các tải này có thể tạo thêm sóng hài, làm tăng thêm THDv của hệ thống.
- Điều kiện hoạt động và trạng thái của pin:
- Khi pin của UPS yếu hoặc bị xuống cấp, mạch inverter phải hoạt động khó khăn hơn để duy trì đầu ra ổn định, có thể gây ra méo dạng sóng nhiều hơn, làm tăng THDv. Điều kiện tải thay đổi đột ngột cũng gây ra méo sóng và tăng THDv.
Tầm quan trọng của việc giảm THDv trong UPS
Trong UPS, THDv là một chỉ số quan trọng, ảnh hưởng đến chất lượng điện áp đầu ra cung cấp cho các thiết bị được bảo vệ. THDv đo độ méo sóng điện áp do các sóng hài gây ra, và mức THDv cao cho thấy sóng điện áp đầu ra bị méo, không còn dạng sóng hình sin lý tưởng.
Chỉ số THDv thấp sẽ đem lại những lợi ích sau cho UPS
- Chất lượng nguồn điện: UPS có THDv thấp cung cấp dòng điện đầu ra gần dạng sóng hình sin lý tưởng hơn, giúp thiết bị hoạt động ổn định và an toàn.
- Bảo vệ thiết bị nhạy cảm: Các thiết bị nhạy cảm như máy tính, thiết bị y tế, máy móc công nghiệp đòi hỏi nguồn điện có THDv thấp để tránh hỏng hóc hoặc hoạt động không ổn định.
- Tăng tuổi thọ thiết bị: UPS với THDv thấp giúp giảm quá nhiệt và hao mòn của thiết bị điện, từ đó tăng tuổi thọ của cả thiết bị sử dụng và UPS.
Các mức THDv trong các loại UPS
- UPS Offline và line-interactive: Thường có mức THDv cao hơn khi hoạt động ở chế độ pin, đặc biệt nếu UPS không tạo sóng hình sin thuần túy mà là sóng vuông hoặc sóng sin mô phỏng (sine-wave approximation). Mức THDv ở các UPS này có thể cao hơn 5-10%.
- UPS Online (Double Conversion): Các UPS online cao cấp tạo ra sóng sin thuần túy, với THDv dưới 3-5%, giúp đảm bảo chất lượng điện đầu ra tối ưu và bảo vệ các thiết bị tốt hơn.
Mức THDv khuyến nghị trong UPS
- Đối với các thiết bị nhạy cảm và quan trọng, UPS nên có THDv dưới 3-5% để đảm bảo nguồn điện sạch và an toàn.
- UPS có THDv dưới 3% được đánh giá cao về chất lượng điện, phù hợp cho các thiết bị yêu cầu cao về ổn định điện áp.
Lời khuyên khi chọn UPS dựa trên THDv
- Đối với thiết bị nhạy cảm và quan trọng: Chọn UPS online với THDv thấp (dưới 3%).
- Đối với thiết bị cơ bản: Nếu thiết bị không quá nhạy cảm với sóng hài, UPS line-interactive hoặc offline vẫn có thể là lựa chọn phù hợp nếu giá thành là ưu tiên.
Trên đây là một vài thông tin về THDv, một chỉ số quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất và độ bền của UPS cũng như các thiết bị điện. Nếu bạn đang có nhu cầu trang bị một Bộ lưu điện – UPS cho gia đình và còn đang gặp nhiều băn khoăn về thiết bị này, hãy liên hệ ngay đến hotline 0964.160.888 của Minh Phát Tech để được hỗ trợ kịp thời.
Tham khảo thêm:
