i
LỜI CAM ĐOAN
Họ và tên: Ngô Đức Hiếu
Học viên: Lớp cao học K21 KTĐ, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp
- Đại học Thái Nguyên.
Nơi công tác: Trường Cao đẳng Lào Cai, TP Lào Cai
Tên đề tài luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu lọc sóng hài để cải thiện chất
lượng điện năng của mạng điện cấp cho Nhà máy Gang thép Lào Cai”.
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Tôi xin cam đoan những vấn đề được trình bày trong bản luận văn này
là những nghiên cứu của riêng cá nhân tôi, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS.
Trần Xuân Minh và sự giúp đỡ của các cán bộ Khoa Điện, Trường Đại học Kỹ
thuật Công Nghiệp - Đại học Thái Nguyên. Mọi thông tin trích dẫn trong luận
văn này đã được ghi rõ nguồn gốc.
Tôi xin hòan toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong luận văn này.
Thái Nguyên, ngày 15 tháng 10 năm 2020
Học viên thực hiện
Ngô Đức Hiếu
ii
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian nghiên cứu thực hiện luận văn này tôi luôn nhận
được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của PGS.TS. Trần Xuân Minh, người trực
tiếp hướng dẫn luận văn cho tôi. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu
sắc tới thầy.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, cán bộ, kỹ thuật viên trường
Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện tốt nhất
để tôi có thể hòan thành đề tài nghiên cứu này. Tôi cũng xin chân thành cảm
ơn những đóng góp quý báu của các bạn cùng lớp động viên và giúp đỡ tôi
trong quá trình thực hiện đề tài. Xin gửi lời chân thành cảm ơn đến các cơ quan
xí nghiệp, đặc biệt là Nhà máy Gang thép Lào Cai đã giúp tôi khảo sát tìm hiểu
thực tế và lấy số liệu phục vụ cho luận văn.
Cuối cùng, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình, đồng
nghiệp và bạn bè đã luôn động viên, khích lệ, chia sẻ khó khăn cùng tôi trong
suốt quá trình học tập và nghiên cứu hòan thiện luận văn này.
Thái Nguyên, ngày 15 tháng 10 năm 2020
Học viên
Ngô Đức Hiếu
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. I
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................. II
MỤC LỤC ..................................................................................................... III
DANH MỤC CÁC VIẾT TẮT ...................................................................... V
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................ VI
DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ .......................................... VII
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ......................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài .................................................................. 1
3. Kết quả dự kiến ........................................................................................... 2
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .............................................................. 2
5. Công cụ, thiết bị nghiên cứu....................................................................... 2
6. Bố cục đề tài ................................................................................................. 2
7. Kế hoạch thực hiện ...................................................................................... 2
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY GANG THÉP LÀO
CAI .................................................................................................................... 4
1.1. Tổng quan chung ...................................................................................... 4
1.2. Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của Nhà máy Gang thép Lào Cai....... 5
1.3. Các tải sử dụng của nhà máy gang thép Lào Cai gây ra sóng hài .... 12
1.3.1. Máy biến áp ........................................................................................ 12
1.3.2. Động cơ .............................................................................................. 12
1.3.3. Đèn huỳnh quang, đèn LED............................................................... 12
1.3.4. Các thiết bị hồ quang ......................................................................... 12
1.3.5. Các thiết bị điện tử ............................................................................. 13
1.4. Kết luận chương 1 .................................................................................. 13
CHƯƠNG 2:SÓNG HÀI BẬC CAO VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP LỌC
SÓNG HÀI ..................................................................................................... 14
2.1. Đặt vấn đề ............................................................................................... 14
iv
2.2. Tổng quan về sóng điều hòa bậc cao .................................................... 15
2.2.1. Ảnh hưởng của sóng điều hòa bậc cao và quy định giới hạn thành phần
sóng điều hòa bậc cao trên lưới điện ............................................................ 17
2.2.2. Một số nguồn tạo sóng điều hòa bậc cao trong công nghiệp .......... 20
2.3. Phương pháp lọc sóng hài bậc cao ........................................................ 26
2.3.1. Bộ lọc sóng điều hòa bậc cao ............................................................. 26
2.3.2. Các dạng cơ bản của bộ lọc tích cực .................................................. 33
2.4. Kết luận chương 2 .................................................................................. 36
CHƯƠNG 3:THIẾT KẾ BỘ LỌC TÍCH CỰC ĐỂ LỌC SÓNG HÀI CHO
MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY GANG THÉP LÀO CAI. ................................ 38
3.1. Đặt vấn đề ............................................................................................... 38
3.2. Lý thuyết về phương pháp lọc tích cực ................................................ 38
3.2.1. Các phương pháp lọc tích cực dựa trên miền tần số .......................... 38
3.2.2. Các phương pháp lọc tích cực dựa trên miền thời gian ..................... 40
3.3. Thiết kế điều khiển bộ lọc tích cực song song dự trên lý thuyết công
suất tức thời p-q ............................................................................................. 52
3.3.1. Sơ đồ nguyên lý ................................................................................. 52
3.3.2. Cấu trúc điều khiển ............................................................................ 53
3.4. Kết luận chương 3 .................................................................................. 57
CHƯƠNG 4:MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG.
......................................................................................................................... 58
4.1. Chương trình mô phỏng bộ lọc bằng Matlab-Simulink ..................... 58
4.2. Thông số các phần tử cơ bản và tham số các bộ điều khiển .............. 60
4.3. Kết quả mô phỏng .................................................................................. 60
4.4. Kết luận chương 4 .................................................................................. 64
Kết luận .......................................................................................................... 65
Kiến nghị ........................................................................................................ 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 66
v
DANH MỤC CÁC VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
Thuật ngữ đầy đủ
Chú thích
CCĐ
Cung cấp
điện.
LED
Light Emitting Diode
DFT
Discrete Fourier Transform
FFT
Fast Fourier Transform
APF
Active Power Filter
PWM
Pulse Width Modulation
LDF
Low Pass Filter
UPS
Uninterruptible Power Supply
MBA
Máy biến áp
THD
Total Harmonic Distortion
MW
Mêgawatt
KV
Kilovolt
IFFT
Inverse Fast Fourier Transfrom
PID
Proportional Integral Derivative
IGBT
Insulated Gate Bipolar Transistor