Về hiệu quả giảm tổn thất điện năng do sóng hài trong hệ thống cung cấp điện tòa nhà do tụ bù cos𝝋

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 3(124).2018 69 
VỀ HIỆU QUẢ GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG DO SÓNG HÀI 
TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TÒA NHÀ DO TỤ BÙ COS𝝋 
ON THE LOSS REDUCTION DUE TO HARMONICS BY POWER FACTOR CORRECTION 
CAPACITOR IN BUILDING ELECTRICAL INSTALLATION 
Hoàng Trần Thành, Bạch Quốc Khánh 
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; khanh.bachquoc@hust.edu.vn 
Tóm tắt - Bài báo xét một trường hợp giảm tổn thất điện năng trong 
hệ thống cung cấp điện tòa nhà bị ô nhiễm sóng hài sử dụng tụ 
điện. Việc đặt tụ bù nâng cao hệ số công suất cosφ có thể giảm 
tổn thất trên lưới điện ở 50 Hz và do sóng hài. Bài báo xây dựng 
phương án tính toán tổn thất trong hệ thống cung cấp điện tòa nhà 
ở tần số 50 Hz, cũng như ở các tần số sóng hài gây ra, sử dụng 
phương pháp tính toán sóng hài trực tiếp có xét các phương án 
đặt tụ để đánh giá tác động của tụ đến tổn thất do sóng hài. Bài 
báo sử dụng một lưới điện tòa nhà thực tế tại Việt Nam và tham 
khảo số liệu về phát thải sóng hài khá lớn của các thiết bị điện sinh 
hoạt như một cảnh báo với tình trạng sóng hài trong lưới điện các 
tòa nhà tại Việt Nam. 
Abstract - This paper presents a case study to reduce energy loss 
in a heavily harmonics polluted building electrical installation using 
capacitors. A good arrangement of capacitor placement not only 
helps improve the power factor as required, but also reduce the 
energy loss due to harmonics. The paper introduces a procedure 
for electric energy loss calculation in a building’s electric installation 
at 50 Hz as well as at harmonics frequencies using direct harmonic 
solutions and analyses alternatives of capacitor locations on 
energy loss reduction. The paper takes a real building’s electric 
installation and data on highly polluted harmonics spectrum of 
domestic loads as a warning on harmonics issues in buildings’ 
electric installation in Vietnam. 
Từ khóa - tổn thất điện năng; chất lượng điện năng; sóng hài; tụ 
điện; hệ thống cung cấp điện tòa nhà. 
Key words - energy loss; power quality; harmonics; capacitor; 
building’s electric installation. 
1. Giới thiệu 
Sóng hài là hiện tượng chất lượng điện năng gây ra 
bởi sự biến dạng của dạng sóng dòng điện hay điện áp 
lưới điện, có tần số bằng bội số của sóng cơ bản. Hệ 
thống cung cấp điện (HTCCĐ) trong các tòa nhà hiện 
nay ngày càng có nhiều phụ tải phát sinh sóng hài như 
các thiết bị sử dụng inverter, các đèn phóng điện dẫn 
đến gia tăng tổn thất công suất (TTCS) trên lưới điện, 
gia tăng phát nhiệt trong các thiết bị dùng điện do sóng 
hài, làm các thiết bị bảo vệ làm việc mất chọn lọc, gây 
sai số cho các thiết bị đo, quá tải các hệ thống tụ bù công 
suất phản kháng [1]. 
Trong ngành điện Việt Nam hiện nay, chưa có nhiều 
nghiên cứu định lượng TTCS và tổn thất điện năng (TTĐN) 
do sóng hài trong các HTCCĐ có phụ tải phi tuyến phát 
thải sóng hài, trong khi vấn đề tổn hao này lại ngày càng 
gia tăng khi có nhiều thiết bị gia dụng sử dụng các linh kiện 
điện tử được sử dụng. 
Bài báo này đã xây dựng phương pháp đánh giá định 
lượng TTCS và TTĐN do sóng hài sinh ra bởi các thiết bị 
gia dụng trong HTCCĐ. Bên cạnh đó, bài báo xem xét ảnh 
hưởng tương tác giữa các tụ bù nâng cao hệ số công suất 
cos của phụ tải tòa nhà với TTĐN do sóng hài, cũng như 
tác động của sóng hài có thể gây quá tải tụ điện. 
Nội dung của bài báo bao gồm xây dựng cách tính toán 
TTĐN ở tần số cơ bản (50 Hz) cho HTCCĐ tòa nhà và 
TTĐN ở tất cả các bậc sóng hài, với đối tượng tính toán là 
một tòa nhà chung cư. Việc tính toán trên đây được thực 
hiện trên MatLab, bao gồm tính TTĐN của HTCCĐ trong 
tòa nhà ở tần số 50 Hz, tính TTĐN trong HTCCĐ và gia 
tăng tiêu hao điện năng trong các thiết bị dùng điện do sóng 
hài, xem xét tác dụng của tụ bù nâng cao hệ số công suất 
đến TTĐN do sóng hài trong HTCCĐ cũng như ảnh hưởng 
của sóng hài đến các tụ bù này. 
2. Mô hình tính tổn thất điện năng 
Hai bài toán chính được xem xét trong bài báo này là 
tính TTĐN của HTCCĐ ở tần số 50 Hz và ở tần số sóng 
hài để từ đó đánh giá tác động của sóng hài đến gia tăng 
TTĐN trong HTCCĐ, cũng như tác động của tụ bù cos 
đến TTĐN do sóng hài. 
a) Về việc tính toán TTĐN, TTĐN được tính toán ở tần 
số cơ bản tức sóng hài bậc 1, 50Hz và TTĐN ở các bậc sóng 
hài. HTCCĐ tòa nhà đặc trưng có dạng hình tia gồm máy 
biến áp (MBA) phân phối và lưới hạ áp cấp điện đến các phụ 
tải, được giả thiết có dạng đồ thị phụ tải (ĐTPT) điển hình 
của phụ tải sinh hoạt. TTĐN được tính dựa trên ĐTPT điển 
hình [1, 2]. Từ ĐTPT ngày điển hình, ta xác định được công 
suất ứng với từng khoảng thời gian khác nhau. Từ đó tính 
toán trào lưu công suất, đưa ra kết quả TTCS lưới điện tương 
ứng với khoảng thời gian của ĐTPT. Việc tính toán TTĐN 
sẽ tính tổng TTCS trên MBA và đường dây theo công thức: 
 ∆AI = ∫ ∆P(t)
T
0
= ∑ ∆Pi. ∆ti
T
i=1 (1) 
Trong đó: 
 Pi: TTCS của phần tử trong khoảng thời gian ti; 
T: Chu kỳ thời gian của ĐTPT; 
TTĐN của toàn lưới điện sẽ được tổng hợp như sau. 
∆A = ∑ ∆ALi
nL
i=1 + ∑ (∆ABj + ∆A0Bj)
nB
j=1 (2) 
Trong đó: 
nL, nB: Số nhánh đường dây và số nhánh MBA; 
 ALi: TTĐN của đường dây thứ i; 
 ABj và A0Bj: TTĐN có tải và không tải của MBA thứ j. 
b) Về tính toán lưới điện ở tần số sóng hài, bài báo sử 
dụng phương pháp phân tích sóng hài trực tiếp [4], trong 
đó các phần tử trên lưới điện được mô phỏng theo mô hình 
thông số tập trung ở tần số của sóng hài. 
70 Hoàng Trần Thành, Bạch Quốc Khánh 
- Các mô hình tính toán: 
Máy biến áp: ZBh = RB√h + jXB. h (3) 
Đường dây có tính đến hiệu ứng bề mặt: 
ZLh = RL [1 +
0,646.h2
192+0,518.h2
] + jXL. h (4) 
Phụ tải thụ động: 
 Rh =
U2.103
(0,1h+0,9).P
 [Ω, kV, kW]; 
Xh =
U2.103
(0,1h+0,9).Q
 [Ω, kV, kVAr] (5) 
Tụ điện: 
Xc.h = h
−1. Xc = −j.
U2
h.QC
 (6) 
- Mô hình tổng dẫn nút ở tần số sóng hài: 
Việc tính dòng điện sóng hài trên các phần tử tải điện 
được thực hiện theo phương pháp phân tích trực tiếp [3] sử 
dụng ma trận tổng dẫn nút ở tần số sóng hài: 
 [Ih] = [Yh] [Vh] (7) 
Trong đó: 
 [Yh]: Ma trận [n x n] tổng dẫn hệ thống tại tần số h. 
yhki: Tổng dẫn tương hỗ giữa nút k và i ở bậc h (tổng 
dẫn của phần tử lưới điện nối giữa nút k và i). 
y
hki
= 
1
Zhki
Zhki: Tổng trở nhánh giữa nút k và nút i ở bậc h. 
yhii: Tổng dẫn riêng của nút i tại bậc h (tổng dẫn của các 
phần tử lưới điện nối với nút i và tổng dẫn của các tải thụ 
động nối vào nút i) sẽ bằng tổng các tổng dẫn nhánh nối 
vào nút i. 
[Ih]: Véc-tơ [1 n] là nguồn dòng điện ở bậc sóng hài h 
của n nút, các nút không có tải sinh sóng hài lấy giá trị bằng 
0. Các nút có tải sinh sóng hài thì lấy giá trị dòng điện ở 
bậc sóng hài h. 
[Vh]: Véc-tơ [1 n] điện áp nút ở bậc sóng hài h. 
Việc tính toán TTCS của lưới điện ở bậc sóng hài h 
được lập trình trên Matlab bao gồm tính toán điện áp các 
nút ở bậc sóng hài từ (11) bằng phương pháp khử Gauss và 
suy ra dòng điện trên các nhánh của lưới điện ở bậc sóng 
hài h, từ đó rút ra TTCS ứng các nhánh và tải thụ động với 
bậc sóng hài đó. Trong phần này, ma trận nguồn dòng sóng 
hài bơm vào lưới [Ih] được xây dựng cho từng thời đoạn 
ứng với ĐTPT của các phụ tải phát sóng hài. Việc tính 
TTĐN của lưới điện ở bậc sóng hài h được thực hiện theo 
(1), trong đó với TTCS của lưới điện ở bậc sóng hài h được 
tính như trên cho từng thời đoạn ứng với ĐTPT của các 
phụ tải phát sóng hài. 
Hình 1. Sơ đồ khối tính toán TTĐN do sóng hài gây ra trong HTCCĐ 
3. Kết quả nghiên cứu 
Tính toán TTĐN do sóng hài gây ra với HTCCĐ tòa 
nhà NO7-B3 gồm 18 tầng, mỗi tầng 14 căn hộ, với ĐTPT 
ngày điển hình chia làm 2 mùa (đông và hè). 
a) Số liệu lưới điện: HTCCĐ của tòa nhà NO7-B3 lấy 
điện từ TBAPP và cấp đến tủ phân phối điện chính TPP-C. 
Lưới có dạng liên thông đến các tủ phân phối cụm tầng 
TPP-CT rồi đến tủ phân phối từng tầng TPP-T như Hình 2. 
Số liệu lưới điện được cho trong Bảng 1. 
b) Số liệu phụ tải: Các số liệu dưới đây về phụ tải điển 
hình cho 1 căn hộ. Phụ tải chiếu sáng được đánh giá dựa 
trên diện tích chiếu sáng và yêu cầu chiếu sáng theo Quy 
chuẩn QCVN 09:2013/BXD. Điều hòa được đánh giá theo 
diện tích sử dụng. Ngoài ra, còn một tủ lạnh, một TV và 
một máy tính để bàn. 
Hình 2. Sơ đồ phân phối điện tòa nhà 18 tầng 
yh11 . yh1i . yh1n 
y
hi1
 . yhii . yhin 
y
hn1
 . yhni . yhnn 
(8) [Yh] = 
Nhập số liệu lưới điện, nhập kết 
quả tính dòng điện tải ở f = 50Hz 
Nhập bậc 
sóng hài h 
START 
Tính thông số lưới và phụ 
tải theo bậc sóng hài h 
 Tính toán [Yn] và [In] h 
Tính tiếp 
không? 
Tổng hợp 
kết quả 
STOP 
Chương trình con dùng 
khử Gauss để tính [Vn] 
Tính TTĐN ở bậc 
sóng hài h 
Đ S 
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 3(124).2018 71 
Bảng 1. Số liệu lưới điện 
Đường dây TBAPP 
Nhánh F (mm2) 
R 
(/km) 
X 
(/km) 
22/0,4 kV; 
1.800 kVA 
 P0 = 2,8 kW, 
 PN = 18 kW, 
I0 = 1%, uN = 6% 
L0 4(1 300) 0,0601 0,0704 
L1 4(1 95) 0,1930 0,0782 
L2 4(1 50) 0,3870 0,0832 
Bảng 2. Thông số tải gây sóng hài của một căn hộ 
Thông số Đèn Điều hòa Tivi Tủ lạnh PC 
P(kW) 0,7 1,5 0,08 0,1 0,2 
cosφ 0,6 0,98 0,66 0,6 0,53 
Thời gian 
sử dụng (h) 
18 - 
23 
0 - 6; 
11 - 13; 
18 - 24 
11 - 13; 
18 - 24 
0 - 24 19 - 23 
Kđt 0,9 0,8 1 1 1 
ĐTPT điển hình được xây dựng cho từng căn hộ như 
Hình 3. Phụ tải một nút (tủ điện tầng 1 - 18): 
Ptg = Kđt. 14. Pch (hệ số đồng thời Kđt = 0,63 theo IEC). 
Hình 3. ĐTPT điển hình ngày hè và đông của một căn hộ 
c) Tính TTĐN với sóng cơ bản (50 Hz): Sử dụng 
phương pháp tính toán TTĐN theo ĐTPT điển hình như đã 
nêu ở Mục 2, kết quả tính được như sau: 
Bảng 3. TTCS của HTCCĐ tòa nhà theo 
từng khoảng thời gian với ngày mùa đông 
Thời gian (h) 0 - 11; 13 - 18; 23 - 24 11 - 13 
ΔP(W) 3.060,23 4.150,48 
Thời gian (h) 18 - 19 19 - 23 
ΔP(W) 21.132,27 30.502 
Bảng 4. TTCS của HTCCĐ tòa nhà theo 
từng khoảng thời gian với ngày mùa hè 
Thời gian (h) 0 - 6; 23 - 24 6 - 11; 13 - 18 11 - 13 
ΔP(W) 21.932,65 3.060,23 24.507,63 
Thời gian (h) 18 - 19 19 - 23 
ΔP(W) 53.557,80 66.922,04 
d) Tính TTĐN do sóng hài: Xây dựng ma trân [Ih] cho 
từng bậc sóng hài. Với ý nghĩa cảnh báo vấn đề TTĐN của 
lưới điện do sóng hài từ các thiết bị sinh hoạt, bài báo tham 
khảo phổ sóng hài của các thiết bị sinh hoạt như dưới đây 
Bảng 5. Phổ sóng hài %I1 của các thiết bị [5] 
Phụ tải I3 I5 I7 I9 I11 I13 I15 
Đèn 65 65 63,7 63,8 61,5 60,3 70,9 
Điều hòa 38 48 58 14 43 9,5 4,5 
TV 92 82 75 63 51 40 28 
Tủ lạnh 61 4,7 11 7,1 7,1 5,1 3,2 
PC 52,8 43,5 31,6 19,3 8,4 6 5 
Từ ĐTPT sử dụng của các thiết bị phát thải sóng hài 
cho ở Bảng 2, ứng với từng khoảng thời gian trong ĐTPT 
ngày điển hình (Hình 3), dòng điện sóng hài ứng với từng 
bậc sóng hài h sẽ được tổng hợp cho từng nút tải (tủ phân 
phối tầng). Sơ đồ lưới điện toàn nhà trong tính toán sóng 
hài có dạng Hình 4 ứng với các phần tử lưới điện ở Hình 2. 
Hình 4. Sơ đồ HTCCĐ tòa nhà ở tần số sóng hài chưa có tụ 
Lưu ý thêm là các phụ tải thụ động ở tủ phân phối chính 
(TPP-C) Zt0h mô tả phụ tải thang máy của tòa nhà. Các phụ 
tải thụ động ở tủ phân phối cụm tầng (TPP-CT) là chiếu 
sáng hành lang các tầng trong tòa nhà. Áp dụng phương 
pháp tính toán sóng hài như đã nêu trong Mục 2 với trình 
tự như sau: 
- Với từng thời gian sử dụng điện của phụ tải các căn 
hộ (Hình 4), xác định các tải phát sinh sóng hài để xây dựng 
ma trận nguồn sóng hài [Ih]. 
- Tính toán điện áp sóng hài theo (7) và TTCS do sóng 
hài của lưới điện và gia tăng tiêu hao điện năng (phát nóng 
phụ) ở phụ tải như đã nêu trong Mục 2. 
- Lặp lại hai bước trên cho các thời gian khác nhau. Từ 
đó tính TTĐN do sóng hài cho ngày điển hình mùa hè và 
mùa đông để cuối cùng tính TTĐN hàng năm. 
e) Phân tích giải pháp giảm TTĐN do sóng hài bằng tụ 
điện: Tụ bù được lắp ở các công trình để bù công suất phản 
kháng nâng cao hệ số công suất của phụ tải lên đến trị số 
yêu cầu của bên cấp điện. Với phụ tải là tòa nhà NO7-B3, 
giả thiết để nâng hệ số công suất cos đến trị số yêu cầu 
(giả thiết bằng 0,93), ta chọn dung lượng bù Qc = 360 
kVAr. Tuy nhiên, việc xuất hiện tụ bù cũng sẽ ảnh hưởng 
đến TTĐN do sóng hài trong HTCCĐ tòa nhà. Bài báo này 
xem xét hai trường hợp là tụ bù tập trung Qc (Hình 5) và tụ 
bù phân tán đến các tủ cụm tầng Qc1 đến Qc6 (Hình 6). 
Hình 5. Sơ đồ HTCCĐ tòa nhà ở tần số sóng hài thêm 
tụ bù tập trung tại tủ phân phối chính TPP-C 
Việc phân phối các Qc1 - Qc6 dựa trên nguyên tắc vừa 
đảm bảo cos của tòa nhà theo yêu cầu, vừa giảm tổn thất 
72 Hoàng Trần Thành, Bạch Quốc Khánh 
ở tần số 50 Hz. Kết quả phân phối Qc1 - Qc6 như Bảng 6. 
Hình 6. Sơ đồ HTCCĐ tòa nhà ở tần số sóng hài thêm tụ bù 
phân tán tại các tủ nhóm tầng TPP-CT 
Bảng 6. Phân phối dung lượng bù CSPK 
Nhánh 2 (3-8) Nút Qti (kVAr) Qci (kVAr) Ci (F) 
r1 = 0,0019 3 371,8 141 0,0093 
r2 = 0,0033 4 371,8 82 0,0054 
r3 = 0,0054 5 371,8 50 0,0033 
r4 = 0,0075 6 371,8 36 0,0024 
r5 = 0,0097 7 371,8 28 0,0018 
r6 = 0,0116 8 371,8 23 0,0015 
Từ trị số dung lượng tụ bù, ta tính được các trị số điện 
dung của tụ bù theo công thức sau, với f = 50Hz: 
 C =
Qc
2πfUđm
2 (9) 
Từ đó, tổng trở của tụ bù ở tần số sóng hài được tính 
theo công thức sau: 
 Zc.h=
1
j2πf.h.C
 (10) 
Đối với bù tập trung, ta tính được C = 0,0237F. 
Đối với bù phân tán, kết quả được cho trong Bảng 6. 
Dựa vào mô hình lưới điện ở tần số sóng hài, ta tính 
toán được TTCS và TTĐN như ở Mục 3d. Kết quả được 
cho trong Bảng 7 và 8 với hài bậc 5 và Bảng 9 và 10 với 
các bậc sóng hài. 
Bảng 7. Dòng điện các nhánh khi có hoặc không có tụ bù 
trong thời gian từ 19 - 23h (ví dụ sóng hài bậc 5) 
Nhánh 
Dòng điện 
nhánh (A) 
chưa lắp tụ 
Dòng điện nhánh (A) 
Lắp tụ tập 
trung 
Lắp tụ phân 
tán 
1-2 1.366 1.102 1.104 
2-3 198 196 196 
2-4 198 196 196 
2-5 199 196 196 
2-6 199 197 197 
2-7 200 197 197 
2-8 199 197 197 
3-9 65 65 65 
8-25    
8-26 66 66 66 
Dễ dàng nhận thấy khi lắp tụ thì TTCS do sóng hài trên 
đường dây giảm gần một nửa so với chưa lắp tụ. Bù phân 
tán sẽ giảm TTCS hơn bù tập trung. Khi lắp tụ tập trung và 
phân tán thì giảm đáng kể việc gia tăng tiêu thụ công suất 
ở các phụ tải so với khi chưa lắp tụ. Đó là do các tụ sẽ hút 
bớt sóng hài và giảm sóng hài chạy vào phụ tải. 
Bảng 8. Dòng điện tải khi có hoặc không có tụ bù trong 
thời gian từ 19-23h (ví dụ sóng hài bậc 5) 
Nút 
Dòng điện nút 
(A) chưa lắp tụ 
Dòng điện vào nút tải (A) 
Lắp tụ tập trung Lắp tụ phân tán 
1 0 0 0 
2 179,69 104,96 101,3 
3 1,74 0,99 1,01 
4 1,75 0,98 1 
5 1,77 0,97 0,98 
6 1,79 0,95 0,97 
7 1,81 0,94 0,96 
8 1,83 0,92 0 
9 0 0 0 
26 0 0 0 
Nhìn lại Bảng 8, dòng điện tại các nút tải tại vị trí lắp 
tụ giảm đi rất nhiều so với chưa lắp tụ. Điều đó được giải 
thích là do dòng điện sóng hài đã bị thu hút về phía tụ bù 
nên sẽ ít chạy vào các phụ tải hơn. 
Bảng 9. Bảng so sánh TTCS trên lưới điện khi có hoặc không có 
tụ bù trong thời gian từ 19 - 23h 
Bậc sóng 
hài 
Tổn thất công suất trên đường dây (W) 
Không có 
tụ 
Lắp tụ tập 
trung 
Lắp tụ phân tán 
Bậc 3 59,8 
78 75 
 Bậc 5 72,6 
49,5 49,7 
Bậc 7 97,1 
59,4 
59,5 
Bậc 9 45,4 
25,3 
25,3 
Bậc 11 86,2 
44,6 
44,7 
Bậc 13 41,4 
20,2 
20,2 
Bậc 15 49,2 
23,1 
23,1 
 Tổng 452 
300,4 
297 
Bảng 10. Gia tăng tiêu thụ công suất ở phụ tải khi có hoặc 
không có tụ bù trong thời gian từ 19 - 23h 
Bậc sóng 
hài 
Gia tăng tiêu thụ công suất trên tải (W) 
Không có tụ Lắp tụ tập trung Lắp tụ phân tán 
Bậc 3 4,93 58,9 52,8 
Bậc 5 13,6 4,62 4,33 
Bậc 7 29 1,86 1,78 
Bậc 9 17,9 414,89 400,35 
Bậc 11 40,7 458,70 446,04 
Bậc 13 21,8 144,49 141,77 
Bậc 15 27,8 122,63 122,72 
Tổng 150,6 66,6 60,1 
Hình 7. Biểu đồ tổng hợp TTĐN trên lưới điện 
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 3(124).2018 73 
Bảng 11. TTĐN trong các trường hợp 
Tổn thất điện năng 
hàng năm 
Khi chưa 
lắp tụ 
Lắp tụ tập 
trung 
Lắp tụ phân 
tán 
TTĐN đường dây (MWh) 667 446 442 
Gia tăng tiêu thụ điện 
năng ở phụ tải (MWh) 
233 99 89 
Tóm lại, kết quả cho ta thấy, khi lắp tụ bù thì gia tăng 
tiêu thụ điện năng giảm đi đáng kể mà ít phụ thuộc vào 
phương án lắp tụ bù. Còn TTĐN trên đường dây, khi lắp tụ 
thì TTCS trên đường dây cũng giảm tới 33% so với không 
lắp tụ và cũng ít phụ thuộc phương án lắp tụ. 
f. Tính toán lại dòng điện qua tụ điện khi có sóng hài 
Từ kết quả tính toán trào lưu công suất ở tần số sóng 
hài, ta tính được dòng điện của từng bậc sóng hài chạy vào 
tụ theo công thức sau: 
 Ic.h = Uc.h × 2πfh × C (11) 
Trong đó, Uc.h là điện áp tại vị trí đặt tụ bù ở bậc sóng hài h. 
Từ đó tính được trị số hiệu dụng của tổng dòng điện 
chạy vào tụ bù 
 IRMS = √Ic.1
2 + ∑ Ic.h
2n
h=2 (12) 
Cũng như mức độ quá tải IRMS/I1. Kết quả được cho 
trong Bảng 12 sau đây: 
Bảng 12. Bảng đánh giá dòng điện qua tụ trong 
hai trường hợp bù có xét sóng hài 
 P/án Tập trung Phân tán 
Nút bù 2 3 4 5 6 7 8 
C(10-3F) 23,7 9,3 5,4 3,3 2,4 1,8 1,5 
I1 (A) 1.637 629 373 207 166 131 110 
Uc.3 190 183 183 183 184 185 185 
Ic.3 4.232 1.571 933 518 416 330 278 
Uc.5 49 49 50 49 48 48 47 
I5 1.834 709 416 226 179 140 116 
Uc.7 29 30 30 28 28 26 25 
I7 1.530 617 356 187 145 110 88 
Uc.9 13 14 14 12 13 11 10 
I9 878 373 210 105 78 56 43 
Uc.11 13 14 14 12 11 9 7 
I11 1.076 492 267 124 87 57 40 
I13 683 346 179 74 47 28 21 
Uc.13 7 8 8 69 5 4 3 
Uc.15 6 8 8 5 3 4 5 
Ic.15 696 409 198 1,89 39 32 40 
IRMS (A) 5.402 2.102 1.223 659 521 408 341 
IRMS/I1 
(%) 
330 334 328 318 314 311 309 
Từ đó kiểm tra tiêu chuẩn về quá tải tụ điện do sóng hài 
theo IEC 60831-1, các tụ đều chỉ chịu quá tải rất nặng và 
tính toán này cũng là sự cảnh báo hậu quả của sóng hài đối 
với các tụ bù trong lưới điện bị ô nhiễm sóng hài. 
4. Kết luận 
Hiện nay, việc sử dụng ngày càng nhiều các thiết bị 
điện tử có thể phát sinh sóng hài ngày càng nhiều trong 
lưới điện sinh hoạt, đặc biệt tại các tòa nhà khi mật độ phụ 
tải này khá cao. Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu định 
lượng cụ thể tại Việt Nam. Bài báo này như một ví dụ 
xem xét hiệu quả tụ bù CSPK trong hệ thống điện làm 
giảm TTĐN do sóng hài gây ra. Bài báo đã xây dựng được 
quy trình sử dụng phương pháp phân tích sóng hài trực 
tiếp nhằm định lượng TTĐN, và đưa vào các vị trí lắp tụ 
bù để đánh giá TTĐN. Kết quả mô phỏng tính toán cho 
thấy TTĐN do sóng hài gây ra hàng năm là 667 MWh. 
Bài báo cũng xét sự có mặt tụ bù cos với hai kịch bản 
bố trí vị trí trong mô phỏng tính toán lại trào lưu công suất 
và TTCS có kết quả giảm đi rất nhiều. Hiệu quả giảm 
TTĐN do sóng hài của tụ bù có thể thay đổi khi quy mô 
và kết cấu lưới điện tòa nhà thay đổi, phụ tải của tòa nhà 
ít nhiều thay đổi phát thải sóng hài. Tuy vậy tác dụng của 
sóng hài có thể gây quá tải nặng. Bài báo như một ví dụ 
minh họa tốt cho hiệu quả giảm TTĐN do sóng hài, khi 
giả thiết phụ tải của tòa nhà có mức phát thải sóng hài lớn. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Trần Đình Long, Bạch Quốc Khánh, Nguyễn Văn Sỹ, Lê Văn 
Doanh, Hoàng Hữu Thuận, Phùng Anh Tuấn, Đinh Thành Việt, Sách 
tra cứu về chất lượng điện năng, NXB Bách khoa, Hà Nội, 2013. 
[2] Bạch Quốc Khánh, Nguyễn Văn Minh, “Một trường hợp đánh giá 
tổn thất điện năng trong hệ thống cung cấp điện tòa nhà bị ô nhiễm 
sóng hài”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Trường Đại học Công 
nghiệp Hà Nội, Số 42, 2017. 
[3] Thomas Key, Jih-Sheng Lai, “Costs and benefits of harmonic 
current reduction for swtich-mode power supplies in a commercial 
office building”, IEEE Transactions on Industry Applications, 
Volume. 32, Issue. 5, Sep/Oct 1996, pp. 1017-1025. 
[4] Jos Arrillaga, Bruce C Smith, Neville R Watson, Alan R Wood, 
Power system harmonic analysis, John Wiley & Sons, 1997. 
[5] A. Priyadharshini, N. Devarajan, AR. Uma Saranya, R. Anitt, 
“Survey of Harmonics in Non Linear Loads”, International Journal 
of Recent Technology and Engineering (IJRTE), Vol.1, Issue 1, 
April 2012, pp. 92-97. 
(BBT nhận bài: 29/01/2017, hoàn tất thủ tục phản biện: 08/02/2018)