TSD

Thiết bị tải ba

Trong ngành điện lực có rất nhiều công nghệ truyền dẫn, trong đó đa phần các hệ thống hiện nay sử dụng cáp quang làm phương tiện truyền dẫn thông tin. Đặc biệt có một số dạng truyền dẫn sử dụng ngay chính đường dây cao thế để làm đường dây điện thoại. Hệ thống thông tin liên lạc kiểu này gọi là hệ thống thông tin tải ba sử dụng thiết bị tải ba. Một hệ thống tải ba bao gồm các thành phần: Cuộn cản cao tần, bộ lọc nối, giá đỡ hoặc treo thiết bị và cáp kết nối.

1. Cuộn cản cao tần Line Trap:
Các tín hiệu điện thoại được điều biến lên tần số cao, trong khoảng 450 kHz, và có băng tần khá rộng để có thể tải được nhiều cuộc điện thoại và đưa lên những đường dây cao thế. Như vậy, đường dây cao thế, ngoài nhiệm vụ chuyển tải dòng điện động lực, còn dùng để tải những sóng cao tần phục vụ cho thông tin liên lạc nội bộ. Chính vì vậy, cuối mỗi đường dây, trước khi dẫn xuống bất kỳ thiết bị nào, cũng phải qua một cuộn cảm lọc (cuộn cản cao tần Line Trap), để các thiết bị điện lực thông thường không ngốn hết các tín hiệu cao tần đó, trong đó tụ điện là ngốn nhiều nhất. Các tín hiệu thông tin, sẽ lấy trước bộ lọc, qua một tụ lọc cao thế để đưa tín hiệu cao tần đến hệ thống thông tin tải ba. Với cách nối mạch như vậy, thì dù đường dây đó có mang điện hay không, các máy cắt và dao cách ly đóng hay mở, hoặc ngay cả dao nối đất đường dây có đóng thì hệ thống thông tin vẫn không hề bị gián đoạn.
Như vậy nguyên lý hoạt động của cuộn cản cao tần Line Trap như sau:
Các tín hiệu tần số cao: bị cuộn cảm chặn lại, không thể vào các thiết bị hạ tần, đi theo tụ liên lạc vào hệ thống thông tin tải ba. Dòng điện (và điện áp) tần số thấp (tần số công nghiệp 50Hz) bị tụ liên lạc chặn lại, không thể vào hệ thống thông tin, làm hỏng hệ thống thông tin và các thiết bị tải ba, nhưng lại dễ dàng đi qua cuộn cảm để vào các thiết bị khác: dao cách ly, Biến điện áp, chống sét, tụ điện...
Ngày nay, với hệ thống cáp quang phát triển rất mạnh, đa số hệ thống thông tin liên lạc, hệ thống SCADA, hệ thống bảo vệ rơ le kỹ thuật số và kể cả mạng máy tính toàn quốc của tổng Công ty (WAN) được sử dụng hầu hết trên hệ cáp quang. Tuy nhiên, mạng liên lạc tải ba sử dụng các thiết bị tải ba vẫn phát huy tác dụng của nó, liên lạc kết nối trong những đoạn mà cáp quang và thiết bị tải ba không thông suốt, liên lạc tầm ngắn, và liên lạc nội bộ giữa các trạm.
Cuộn kháng có tác dụng hạn chế dòng điện tương đối lớn khi mạch điện xảy ra ngắn mạch: Bộ điện kháng mắc nối tiếp trong mạch điện. Khi hoạt động bình thường, điện trở của bộ điện kháng nhỏ hơn nhiều trở kháng của phụ tải, chỉ chiếm vài phần trăm. Vì thế ảnh hưởng rất ít đến dòng điện làm việc, sụt áp gây nên cũng rất nhỏ. Khi xảy ra ngắn mạch, trở kháng của phụ tải gần bằng 0, trở kháng của mạch chủ yếu là trở kháng của bộ điện kháng, có thể giảm thiểu đáng kể dòng điện ngắn mạch trong mạch điện, vì thế có tác dụng hạn chế dòng điện rõ rệt.
Vì lí do trên mà người ta đặt trước mỗi pha của bộ tụ bù một cuộn kháng. Việc lãng phí một phần công suất của tụ không quan trọng bằng việc đảm bảo an toàn cho bộ tụ cũng như sự làm việc của cả hệ thống thông tin tải ba sử dụng các thiết bị tải ba.
Cuộn kháng mắc nối tiếp với tụ bù ngang có các nhiệm vụ sau: Hạn chế dòng điện khi đóng máy cắt tụ vào lưới điện, hiện nay việc đóng hoặc cắt các bộ tụ cao áp thường dùng bằng tay, khi đóng tụ vào đúng thời điểm điện áp ở đỉnh hình sin thì dòng điện rất lớn đặc biệt với các bộ tụ 110 kV dung lượng lớn, làm hư hỏng máy cắt. Đồng thời gây dao động điện áp cho hệ thống điện > phát sinh sóng hài bậc cao...cuộn kháng còn có tên Hanomic.

Khi đặt hàng, khách hàng cần nêu các thông số cơ bản sau của cuộn cản cao tần Line Trap:
- Điện áp danh định (kV)
- Dòng điện danh định Ia max: (A)
- Dòng ngắn mạch Ixa: (kA)
- Dải tần làm việc (kHz)
- Điện cảm L: (mH)
- Tần số hoạt động (ở Việt Nam thường là 50Hz)
- Trở kháng: (Ω) (pha A, Pha B)

Bộ lọc nối:
* Cấu trúc bộ lọc nối được tổ chức thành 3 tầng :
+ Tầng đầu vào sử dụng bộ cắt tần cao lõi ferit thông dụng thực hiện cắt lọc toàn bộ nhiễu cao tần.
+ Tầng thứ 2 của bộ lọc nối là một biến thế lõi sắt từ; điện nguồn sau bộ lọc cắt cao tần (bộ lọc này là tiêu chuẩn và hội đủ các yếu tố cần thiết như có nối cọc đất tốt, bọc nhiễu…) được đưa vào sơ cấp biến thế T1 và biến thế T1 được cấu tạo là một biến thế nguồn hạ áp (step down) toàn bộ năng lượng bạo lực của nguồn điện được dồn vào cuộn thứ cấp điện áp thấp ( cỡ 36-56 vol AC).
+ Tầng thứ 3 của bộ lọc nối là một biến thế (T2) lõi sắt loại tốt chức năng của nó là stepup tức là tiếp nhận toàn bộ năng lượng điện áp thấp từ cuộn thứ cấp biến thế T1, tại biến thế T2 toàn bộ năng lượng này được biến đổi và nâng trở lại điện áp 220vol/110Vol hiệu dụng tại đầu ra. Với ý tưởng thiết kế như vậy và với những vật liệu tiêu chuẩn , người dùng nhận được năng lượng thuần chủng 50 Hz dạng sóng thuần Sin được xem là tinh khiết ( trong hầu hết các tình huống của nguồn điện lưới hệ thống vẫn giữ được độ thuần khiết nhất có thể cho năng lượng tại đầu ra).
Trên thực tế do các biến thế có khối lượng rất lớn và kồng kềnh nên các nhà chế tạo thường sản suất thành các Module lọc nguồn cùng chức năng và khách hàng có nhu cầu sử dụng công suất lớn thì có thể đáp ứng bằng cách đấu song song nhiều module đồng nhiệm.

Khi đặt hàng, khách hàng cần nêu các thông số cơ bản sau của bộ lọc nối:
Ví dụ:
- Sơ đồ đấu Pha - Pha, hay Pha - Đất
- Dải tần: VD từ 40 kHz đến 500 kHz,
- Trở kháng phía đầu cuối (Ohm)