RealTEQ Academy.

1. B GIÁO D O
Ộ ỤC VÀ ĐÀO TẠ
TRƯỜNG ĐẠ Ọ Ộ
I H C BÁCH KHOA HÀ N I
---------------------------------------
TRẦN HÀ BÌNH
NGHIÊN C U THI B
Ứ ẾT KẾ Ộ BÙ LẤP LÕM ĐIỆN ÁP
DÙNG CẤ Ộ ẾN ĐỔ
U TRÚC HAI B BI I
Chuyên ngành: Điề ể ự độ
u khi n và T ng hóa
LU THU T
ẬN VĂN THẠC SĨ KỸ Ậ
Điề ể ự độ
u khi n và T ng hóa
NG D N KHOA H C
NGƯỜ Ớ
I HƯ Ẫ Ọ
c
TS. Dương Minh Đứ
Hà Nội – Năm 2016

2. i
M C
ỤC LỤ
DANH M C B LI U......................................................................................... 1
Ụ ẢNG SỐ Ệ
DANH M C CÁC T VI T.................................................................................. 2
Ụ Ừ ẾT TẮ
DANH M C CÁC HÌNH V TH .......................................................................... 3
Ụ Ẽ, ĐỒ Ị
L U ................................................................................................................... 6
ỜI NÓI ĐẦ
Chương 1 TỔ Ề LÕM ĐIỆ Ệ Ắ Ụ
NG QUAN V N ÁP VÀ CÁC BI N PHÁP KH C PH C8
1.1. Lõm điện áp............................................................................................................. 8
1.1.1. nh n áp....................................................................................8
Đị nghĩa lõm điệ
1.1.2. .............................................................................9
Ảnh hưởng của lõm điện áp
1.1.3. .......................................................................10
Nguyên nhân của lõm điện áp
1.1.4. ..............................................................................11
Đặc điểm của lõm điện áp
1.2. Các thi t b .............................................................................. 15
ế ị giả ệ
m lõm đi n áp
1.2.1. B m phát - n c ...................................................................................15
ộ áy độ g ơ
1.2.2. Các thi t b gi m t
ế ị ả hiể ự ế
u d a trên bi n ........................................................16
áp
1.2.3. B c y n m ch t n ...........................................................................17
ộ hu ể ạ ĩ h (STS)
1.2.4. Ngu n cun p liên t c (UPS) .....................................................................18
ồ g cấ ụ
1.2.5. B khôi ph ng (DVR)................................................................19
ộ ục điện áp độ
1.3. Phân tích ưu nhượ ể ủa các phương pháp và kế ậ
c đi m c t lu n. .......................... 24
Chương 2 BỘ ỤC ĐIỆN ÁP ĐỘ
KHÔI PH NG ............................................................ 25
2.1. Các c th ......................................................................... 25
ấu trúc cho hệ ống DVR.
2.1.1. C u trúc DVR s d ng. .............................................25
ấ ử ụng bộ lưu trữ năng lượ
2.1.2. C u trúc DVR hai b i không s d ng. .........27
ấ ộ biến đổ ử ụng bộ lưu trữ năng lượ
2.1.3. So sánh các c u trúc.......................................................................................30
ấ
2.2. B i cho DVR. ........................................................................................... 31
ộ biế ổ
n đ
2.2.1. B bi i ch AC/DC. ......................................................................31
ộ ến đổ ỉnh lưu
2.2.2. B bi i ngh ....................................................................32
ộ ến đổ ịch lưu DC/AC.
2.2.3. So sánh các c u trúc và k t lu n. ...................................................................34
ấ ế ậ
2.3. Phương pháp kế ố ới lướ ệ
t n i DVR v i đi n............................................................ 35
2.3.1. C u trúc DVR có b bi i n i thông qua máy bi n áp. ....................35
ấ ộ ến đổ ối lướ ế

3. ii
2.3.2. C u trúc DVR có b bi i n i tr c ti p. ...........................................36
ấ ộ ến đổ ối lướ ự ế
2.4. H th o v cho DVR và m t s t b khác trong h th ng DVR. ....... 37
ệ ống bả ệ ộ ố thiế ị ệ ố
2.4.1. B o v ng ..........................................................................................37
ả ệ ắn mạch
2.4.2. B o v h m i......................................................................................38
ả ệ ở ạch lướ
2.4.3. B l chuy ch. ...........................................................................39
ộ ọc tần số ển mạ
2.4.4. ng. ..........................................................41
Các phương pháp tích trữ năng lượ
2.5. Tóm t t và k t lu ............................................................................................. 43
ắ ế ận.
Ch PH N M CH L C CHO H TH NG DVR....................... 44
ương 3 THIẾT KẾ Ầ Ạ Ự Ệ Ố
3.1. Các thông s tính toán DVR ............................................. 44
ố đầu vào ban đầ ể
u đ
3.2. C a DVR và tính toán các tham s c t. .................... 45
ấu trúc mạch lực củ ố ần thiế
3.2.1. Thi b bi i ngu n áp (VSC) s d ng trong DVR. .............................46
ết kế ộ ến đổ ồ ử ụ
3.2.2. Thi t n DC-link...................................................................................48
ết kế ụ điệ
3.2.3. Thi n áp n i ti p. ..........................................................................50
ết kế máy biế ố ế
3.2.4. Thi b l c LC. ...........................................................................................51
ết kế ộ ọ
3.2.5. Tính toán công su t c a DVR...........................................................................53
ấ ủ
3.3. T p thông s m a h ng và DVR.......................................... 54
ổng hợ ố ạch lực củ ệ thố
Chương 4 ĐIỀ Ể Ệ Ố
U KHI N CHO H TH NG DVR...................................................... 56
4.1. Quá trình kh ng, các ch ng và h c a DVR. .................. 56
ởi độ ế độ hoạt độ ạn chế ủ
4.1.1. Các ch ng c a DVR........................................................................56
ế độ hoạt độ ủ
4.1.2. Quá trình kh ng c a DVR..........................................................................57
ởi độ ủ
4.1.3. Nh n ch c a DVR trong quá trình ho ng. .......................................57
ững hạ ế ủ ạt độ
4.2. Phương pháp tạ ệ
o đi n áp chèn............................................................................ 58
4.2.1. Phương pháp tạo điệ ới lõm điệ ằ
n áp chèn v n áp cân b ng. ...............................58
4.2.2. Phương pháp tạo điệ ới lõm điệ ằ
n áp chèn v n áp không cân b ng. ....................63
4.2.3. Phương pháp tạo điện áp chèn đố ớ ạ ả
i v i các lo i t i khác nhau..........................65
4.2.4. T ng k t và nh u khi n. .........................................67
ổ ế ận xét các phương pháp điề ể
4.3. Thi c i n DVR. ..................................................................... 67
ết kế ấ ề
u trúc đi u kh ể
4.3.1. Xây d ng mô hình toán h a DVR..............................................................67
ự ọc củ
4.3.2. C u khi n DVR. ................................................................................71
ấu trúc điề ể
4.3.3. Thu n DVR..............................................................................74
ật toán điều khiể

4. iii
4.3.4. C u khi n cho h th ng DVR............................................................76
ấu trúc điề ể ệ ố
4.3.5. Xây d ng b u khi n cho h th ng DVR. ...................................................77
ự ộ điề ể ệ ố
4.4. Điề ể ện lõm điệ
u khi n phát hi n áp. ...................................................................... 80
4.5. Điề ể ồ ộ lướ
u khi n đ ng b i....................................................................................... 83
Chương 5 MÔ PHỎ Ệ Ố
NG H TH NG DVR.................................................................. 87
5.1. Xây d ............................................................................. 87
ựng mô hình mô phỏng.
5.1.1. Tham s c h ng. ......................................................................................87
ố ủa ệ thố
5.1.2. Mô hình h th i........................................................................89
ệ ống DVR và lướ
5.1.3. Mô hình h th u khi n DVR...................................................................89
ệ ống điề ể
5.1.4. T ng h Matlab – Simulink..........................................90
ổ ợp sơ đồ mô phỏng trên
5.2. K t qu ng và nh ........................................................................... 92
ế ả mô phỏ ận xét.
5.2.1. Trườ ợ ự ố lõm điệ ạ ấ
ng h p s c n áp ba pha ch m đ t...............................................92
5.2.3. Trườ ợ ự ố lõm điệ ạ ấ
ng h p s c n áp hai pha ch m đ t. ............................................93
5.2.4. Trườ ợ ự ố lõm điệ ộ ạ đấ
ng h p s c n áp m t pha ch m t. ...........................................95
5.3. Nh .................................................................................................... 96
ận xét chung.
K T LU N VÀ KI N NGH ........................................................................................ 98
Ế Ậ Ế Ị
TÀI LI U THAM KH O .............................................................................................. 99
Ệ Ả

5. Danh mục bả ố ệ
ng s li u
1
DANH M NG S
ỤC BẢ Ố Ệ
LI U
B ng 3.1: Các thông s u vào ngu n và t i c th ng .........................................44
ả ố đầ ồ ả ủa hệ ố
B ng 3.2: B ng tham s c th ng DVR sau khi tính toán......................................54
ả ả ố ủa hệ ố
B ng 5.1: B ng thông s mô ph ng..............................................................................88
ả ả ố ỏ

6. Danh mục các từ ế ắ
vi t t t
2
DANH M C CÁC T
Ụ Ừ VIẾ Ắ
T T T
DVR Dynamic Voltage Restorer B khôi ph ng
ộ ục điện áp độ
UPS Uninterruptible Power Supply Ngu n cung c p liên t c
ồ ấ ụ
RMS Root M Square n áp hi u d ng
ean Điệ ệ ụ
LV Low Voltage C n áp th p
ấp điệ ấ
MV MediumVoltage C p trung áp
ấ
AC Alternating Current n xoay chi u
Dòng điệ ề
DC Direct Current t chi u
Dòng điện mộ ề
STS Static Transfer Switch B chuy
ộ ển đổi mạch tĩnh
VSC Voltage Source Converters B chuy i ngu n áp
ộ ển đổ ồn điệ
IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor Transistor có cực điều khiển cách ly
PWM Pulse-Width Modulation Phương pháp điề ế độ ộ
u ch r ng xung
PLL Phase-Locked Loop Vòng khóa pha

7. Danh mụ ẽ, đồ ị
c các hình v th
3
DANH M C CÁC HÌNH V
Ụ Ẽ Ồ Ị
, Đ TH
Hình 1.1. Các s c IEEE Std. 1159-19 ....................8
ự ố điện áp định nghĩa theo 95; [27].
Hình 1.2. Lõm điệ ộ ả ỳ
n áp m t pha 60% và x y ra trong 4 chu k ..............................9
[27]
Hình 1.3. Điệ ại các điể
n áp t m O1,O2 và O3 đố ớ ắ ạ ạ đ ể
i v i ng n m ch t i i m v
SC à một
ngu n t ......................................................................................................12
ồ ương đương.
Hình 1.4. B - ........................................................................15
ộ máy phát động cơ 3 pha.
Hình 1.5. Sơ đồ ế ị ảm lõm điệ ử ụ ế
thi t b gi n áp s d ng máy bi n áp ferro - resonant. .......16
Hình 1.6. Sơ đồ ế ị ả ệ ử ụ ế ớ ể
thi t b gi m lõm đi n áp s d ng máy bi n áp v i các khóa chuy n
đổ ẫ
i bán d n ....................................................................................................................17
Hình 1.7. Sơ đồ ộ ể
b chuy n mạch tĩnh...........................................................................18
Hình 1.8. Sơ đồ UPS ba pha..........................................................................................19
Hình 1.9. B khôi ph ng DVR..................................................................19
ộ ục điện áp độ
Hình 1.10: a) Sơ đồ ả ạt độ ủa DVR; b) Sơ đồ đơn giả ạ
miêu t nguyên ho ng c n hóa ho t
độ ủ
ng c a DVR...............................................................................................................20
Hình 1.11. Đồ ị vectơ thể ệ
th hi n nguyên lý bù lõm, [14] .............................................21
Hình 1.12: C u trúc chung c khôi ph ng..........................................21
ấ ủa bộ ục điện áp độ
Hình 1.13: DVR đượ ế ố ạ ấ ệ ố
c k t n i t i c p trung áp trong h phân ph i, [13]. ....................23
Hình 1.14: DVR đượ ế ố ạ ấ ạ ệ ố
c k t n i t i c p h áp trong h phân ph i, [13]..........................23
Hình 2.1: C u trúc DVR có b ng v n áp DC bi .....26
ấ ộ lưu trữ năng lượ ới điệ ến đổi, [13].
Hình 2.2: C n áp DC- .....................................27
ấu trúc DVR có điệ link không đổi, [13].
Hình 2.3: C u trúc DVR có b bi c phía ngu ......................28
ấ ộ ến đổi AC/DC mắ ồn, [13].
Hình 2.4: C u trúc DVR có b bi c phía t ............................29
ấ ộ ến đổi AC/DC mắ ải, [13].
Hình 2.5: B bi i ch u ba pha s d ng cho DVR....................................31
ộ ến đổ ỉnh lưu cầ ử ụ
Hình 2.6: B i ngh u ba pha k t n i v i máy bi n áp ki u sao/sao h
ộ ến đổ
bi ịch lưu cầ ế ố ớ ế ể ở.
.......................................................................................................................................32
Hình 2.7: B u ba pha k t n i v n áp ki u tam giác/sao
ộ ến đổ
bi i nghịch lưu cầ ế ố ới máy biế ể
h .........................................................................................................................33
ở, [13].
Hình 2.8 i dùng ba b u m t pha k t n i v n áp ki
. Bộ ến đổ
bi ộ ến đổ
bi i cầ ộ ế ố ới máy biế ểu
sao/sao h ............................................................................................................33
ở, [13].
Hình 2.9. B (diode k m trung tính) n n áp ki u tam
ộ ến đổi đa mứ
bi c ẹp điể ối máy biế ể
giác/sao h ...........................................................................................................34
ở, [13].

8. Danh mụ ẽ, đồ ị
c các hình v th
4
Hình 2.10: Ví d u trúc DVR có b i n i thông qua máy bi
ụ ề ấ
v c ộ ến đổ
bi ố ớ
i lư ến áp, [13]
.......................................................................................................................................35
Hình 2.11: Ví d v m t c u trúc DVR có b bi i n i tr c ti ...........36
ụ ề ộ ấ ộ ến đổ ối lướ ự ếp, [13].
Hình 2.12: Sơ đồ ả ệ ụ độ ệ ố ắ ạ ế ố ế
b o v th ng h th ng ng n m ch bi n áp n i ti p .....................37
Hình 2.13: Sơ đồ ả ệ ệ ố ến đổ
b o v h th ng bi i...................................................................37
Hình 2.14: Đường đi dòng điệ ạ ắ ạ ạ ắ
n trong tr ng thái ng n m ch: a) Tr ng thái OFF khi ng t
m n m
ạch tất cả các chuyển mạch BBĐ, b) Trạng thái NULL các chuyển mạch ngắ ạch
ở ủa BBĐ
phía AC c ......................................................................................................38
Hình 2.15: Các tình tr ng h ng hóc v i s th ng DVR: (a) h m ch phía
ạ ỏ ớ ự có mặt của hệ ố ở ạ
ngu s thu
ồn, (b) ngắn mạch phía nguồn, trong đó k là hệ ố chia điện áp phụ ộc vào trở
kháng các t i..................................................................................................................39
ả
Hình 2.16: B l c LC phía b bi .....................................................................40
ộ ọ ở ộ ến đổi.
Hình 2.17: B l c LC phía ngu n. ................................................................................41
ộ ọ ồ
Hình 3.1: Sơ đồ ạ ồ ả
m ch ngu n và t i...............................................................................44
Hình 3.2: Sơ đồ ấ ạ ự ử ụ ộ ến đổ ộ ộ
c u trúc m ch l c cho DVR s d ng ba b bi i m t pha, có b
bi i AC/DC m c phía t i........................................................................................45
ến đổ ắ ả
Hình 3.3. C u trúc 1 pha b bi i DC/AC c a DVR...............................................46
ấ ộ ến đổ ủ
Hình 3.4: Sơ đồ tương đương mộ ủ ệ ố ử ụ ộ ọ
t pha c a h th ng s d ng b l c LC. ....................51
Hình 4.1. Đồ ị ủa phương pháp trướ
th vector c c lõm. ...................................................59
Hình 4.2. Đồ ị ủa phương pháp đồ
th vector c ng pha. ....................................................61
Hình 4.3. Đồ ị ủa phương pháp tối ưu hóa năng lượ
th vector c ng.................................62
Hình 4.4: Sơ đồ ả a phương pháp tạo điện áp chèn vào trên lưới điệ
vector mô t n ba
pha.a) Phương pháp “Trước lõm”; b) Phương pháp “Đồng pha; c)Phương pháp “Tối
ưu năng lượng”..............................................................................................................64
Hình 4.5: Sơ đồ đơn giả ộ ến đổ ộ ọ
n hóa b bi i VSC và b l c LC......................................68
Hình 4.6. Mô hình tương đương củ ộ ến đổ ộ ọ
a b bi i VSC và b l c LC ...........................68
Hình 4.7. Mô hình đơn giả ộ ến đổ ộ ọ
n b bi i VCS và b l c LC ........................................69
Hình 4.8: Sơ đồ ấ ạch tương đương củ ộ ến đổ ộ ọ
c u trúc m a b bi i VCS và b l c LC........69
Hình 4.9: Mô hình DVR trên h tr dq. ...........................................................70
ệ ục tọa độ
Hình 4.10: C u khi n truy n th ng cho DVR................................................71
ấu trúc điề ể ề ẳ
Hình 4.11: Điề ể ả ồ
u khi n ph n h i cho DVR....................................................................72
Hình 4.12: C u khi n hai m ch vòng cho DVR. ...........................................73
ấu trúc điề ể ạ

9. Danh mụ ẽ, đồ ị
c các hình v th
5
Hình 4.13: Minh h t c u khi n h th ng DVR trên h t c .......75
ọa mộ ấu trúc điề ể ệ ố ệ ọa độ ực.
Hình 4.14: Sơ đồ ấu trúc điề ể ủ ệ ố
c u khi n c a h th ng DVR.............................................76
Hình 4.15: M u khi n................................................................78
ạch vòng điề ển dòng điệ
Hình 4.16: Sơ đồ ấ ộ điề ển dòng điệ
c u trúc mô hình b u khi n. ......................................78
Hình 4.17: M u khi n áp....................................................................79
ạch vòng điề ển điệ
Hình 4.18: C u trúc b u khi n áp. ..................................................................80
ấ ộ điề ển điệ
Hình 4.19: Phát hi i x n áp ngu n ba pha v
ện một lõm điện áp không đố ứng: a) Điệ ồ ới
các lỗ ề ỗ ấ
i nét li n) và không l i (nét ch m gạch); b) Phương pháp 1 Độ ớ ủ
l n c a vector
không gian; c) Phương pháp 2 ướ ần d và q; d) Phương pháp 3, độ
c tính các thành ph
l n c a sai l ch vector, [13]. .........................................................................................82
ớ ủ ệ
Hình 4.20. ng c ó kh
Nguy t c ho t
ên ắ ạ độ ủ ạ
a m ch ph hi n c
át ệ ả năng ngăn ngừa xung
ng n và tín hi le on và of .............................................................................83
ắ ệu rơ f, [13].
Hình 4.21: Sơ đồ ấ
c u trúc vòng khóa pha PLL.............................................................84
Hình 4.22: Mô hình hóa c .............................84
ấu PLL để đồng bộ DVR vào lưới, [13].
Hình 5.1: Sơ đồ ỏ ầ ề
mô ph ng trên ph n m m Matlab – Simulink. ...................................91
Hình 5.2: Điệ ồ ả ạ ấ
n áp ngu n trong quá trình x y ra lõm ba pha ch m đ t.........................92
Hình 5.3: Điệ ỗ ịch lưu cầ
n áp ra m i ngh u H Va, Vb, Vc...............................................92
Hình 5.4: Điện áp DVR bù vào lưới trong trườ ợ ả ạ ấ
ng h p x y ra lõm ba pha ch m đ t....93
Hình 5.5: Điệ ải sau khi đượ ục trong trườ ợ ả
n áp t c khôi ph ng h p x y ra lõm ba pha
chạ ấ
m đ t. .......................................................................................................................93
Hình 5.6: Điệ ồ ả ạ ấ
n áp ngu n trong quá trình x y ra lõm hai pha ch m đ t........................94
Hình 5.7. Điệ ỗ ịch lưu cầ
n áp ra m i ngh u H Va, Vb......................................................94
Hình 5.8. Điện áp DVR chèn vào lướ trong trườ ợ ạ ấ
ng h p lõm hai pha ch m đ t. ..........94
Hình 5.9. Điệ ải sau khi được bù lõm trong trườ ợ ả ạ
n áp t ng h p x y ra lõm hai pha ch m
đất..................................................................................................................................95
Hình 5.10: Điệ ộ ạ ấ
n áp lõm m t pha ch m đ t. ..................................................................95
Hình 5.11: Điệ ỗ ịch lưu cầ
n áp ra m i ngh u H Va. .........................................................96
Hình 5.12: Điệ ủa DVR trong trườ ợ ả ộ ạ ấ
n áp bù c ng h p x y ra lõm m t pha ch m đ t.......96
Hình 5.13: Điệ ải sau khi đượ ục trườ ợ ộ ạ ấ
n áp t c khôi ph ng h p lõm m t pha ch m đ t.....96

10. L u
ời nói đầ
6
L U
Ờ Ầ
I NÓI Đ
Lõm điệ ộ ện tượ
n áp là m t hi ng suy gi n áp t c th t ng t trên h
ả ệ
m đi ứ ờ ộ
i đ ộ ệ ố
th ng
lưới điệ ỉ ả ộ ả ờ ấ ắ ững lõm điệ ộ
n, tuy ch x y ra trong m t kho ng th i gian r t ng n nh n áp là m t
trong nh u trong v
ững mối quan tâm hàng đầ ấn đề ất lượng điện năng. Nó có thể
ch là
nguyên nhân gây ra v n áp cho m t s i nh
ấn đề ề ệ
v đi ộ ố ụ ả
ph t ạy cảm hoặc cuộn dây của
rơle. Trong mộ ố trườ ợ ế ị ể đóng vai trò chủ ố
t s ng h p các thi t b này có th ch t trong toàn
b d
ộ ây chuyề ạt độ ủ ặ ệ ống điề ể ặ ử ố
n ho ng c a nhà máy, ho c trong h th u khi n ho c x lý s
li d nghiêm
ệu có thể ẫn tới gián đoạn hoặc mất thông tin, cũng dẫn đến những hậu quả
tr kh c ph d
ọng. Một trong những giải pháp hiệu quả để ắ ục lõm điện áp đó là sử ụng bộ
khôi ph t gi i pháp ti t ki c áp d
ụ ện áp động DVR, đây là mộ
c đi ả ế ệm hoặ ụng đối với
nh ng h th ng không th th c hi c vi i t o.
ữ ệ ố ể ự ện đượ ệc cả ạ
M y bi
ột cấu trúc DVR truyền thống chủ ếu bao gồm các bộ ến đổi được nối liên
ti d ng,
ếp với nhau thông qua một tụ điện dc, được sử ụng như một bộ lưu trữ năng lượ
ho s d
ặc có thể ử ụng một bộ lưu trữ năng lượng riêng như cuộn cảm siêu dẫn, acquy, tụ
điệ ớp… để ấp năng lượ ệ ố ớ ệ
n hai l cung c ng cho h th ng DVR. Khi so sánh v i các h
th v hi
ống cấp nguồn liên tục UPS, DVR rất có ưu thế ề ệu suất cũng như giá thành, tuy
v bi i
ậy kích thước vật lý của các bộ ến đổi, bộ lưu trữ năng lượng và máy biến áp nố
ti ti
ếp lại là một hạn chế để DVR có thể được ứng dụng rộng rãi. Gần đây, sự ến bộ
đáng kể ệ ẫn đặ ệ ự ra đờ ủ ế ệ ới đã
trong công ngh bán d c bi t là s i c a các van IGBT th h m
làm gi c và giá thành c i tuy nhiên các y u t
ảm đáng kể kích thướ ủa các bộ ến đổ
bi ế ố ề
v
bộ lưu trữ năng lượng và biến áp nối tiếp vẫn chưa được khắc phục. Do đó luận văn
này sẽ ề ấ ử ụ ộ ến đổi trong đó bộ ến đổ
trình bày v c u trúc DVR s d ng hai b bi bi i AC/DC
đượ ế ố ở ả ộ ến đổi DC/AC bù điện áp đượ ế ố ồ
c k t n i phía t i và b bi c k t n i phía ngu n. Hai
b bi
ộ ến đổi này được kết nối thông qua một tụ điện dc rất nhỏ, tụ điện này không đóng
b t c vai trò nào trong vi c cung c ng cho h th ng mà ch có tác d ng làm
ấ ứ ệ ấp năng lượ ệ ố ỉ ụ
m bi ngh
ịn điện áp ra của bộ ến đổi ịch lưu ặ ấ ử ụ ộ
. M t khác c u trúc này không s d ng b
lưu trữ năng lượ ấy năng lượ ự ế ừ ồn để bù lõm điện áp do đó có
ng mà l ng tr c ti p t ngu
th gi th ng.
ể ảm đáng kể kích thước cũng như giá thành cho hệ ố
Đề ố ệ
tài t t nghi p “Nghiên cứ ế ế ộ ấ ệ ấ
u thi t k b bù l p lõm đi n áp dùng c u trúc
hai bộ ế ổ
bi n đ i” tập trung nghiên c u thi t k t DVR không s ng kho tích tr
ứ ế ế ộ
m ử ụ
d ữ

11. L u
ời nói đầ
7
năng lượ ả năng tự độ điệ ộ ả ờ tương đố
ng có kh ng bù lõm n áp trong m t kho ng th i gian i
d ng an toàn cho các t
ài, đảm bảo các hoạt độ ải nhạy cảm.
Lu c trình bày g i n
ận văn đượ ồm 5 chương vớ ội dung như sau:
Chương 1 ớ ệ ổ ề lõm điệ ảnh hưởng, nguyên nhân, đặ
: Gi i thi u t ng quan v n áp, c
điể ệ ắ ục lõm điệ ỉ ra ưu nhược điể ủ ừ ệ
m và các bi n pháp kh c ph n áp. Ch m c a t ng bi n
pháp và đi sâu vào phân tích hệ ố ục điện áp độ
th ng khôi ph ng DVR.
Chương 2: Trình bày chi ti t các thành ph u t o nên b khôi ph n áp
ế ần cấ ạ ộ ụ điệ
c
động DVR, phân tích ưu nhược điể ủ ừng phương pháp khác nhau. ừ đó lự
m c a t T a
chọ ấ ử ụ ộ ữ năng lượ ự ộ ệ ố
n c u trúc DVR không s d ng b tích tr ng xây d ng m t h th ng
DVR làm n n t p theo.
ề ảng để tính toán trong chương tiế
Chương 3: Trình bày phương pháp phân tíc ấ ầ ự ủ
h c u trúc ph n l c c a DVR và tính
ch c.
ọ ạ ự
n m ch l
Chương 4 ớ ệ ề ấn đề ần điề ể ệ ống DVR: Điề
: Gi i thi u v các v c u khi n trong h th u
khiển điện áp chèn, điều khiển đồng bộ lưới, điều khiển phát hiện lõm điện áp. Từ đó
xây dự ộ điề ể ệ ố ự
ng b u khi n cho h th ng DVR d a trên c u trúc m ch l
ấ ạ ực trong chương 3
và các chiến lược điề ển điện áp được trình bày trong chương 4.
u khi
Chương 5 ỏ ử ụ ầ ềm Matlab/Simulink, đưa ra các kế ả
: Mô ph ng s d ng ph n m t qu
mô phỏng phục vụ ứ ự ệ ự
nghiên c u th c nghi m DVR trong th c tế.
Để hoàn thành đề ử ờ ảm ơn chân thành tớ ầ
tài này, em xin g i l i c i th y giáo TS
Dương Minh Đứ ầ ạ ệt Phương người đã tạo điề ện để
c và th y giáo TS. Ph m Vi u ki em
ti n lu nh
ếp xúc với luận văn này. Trong quá trình thực hiệ ận văn, thầ ận tình đị
y đã t
hướng, hướ ẫ ấ ữ ế ứ ầ ết. Đặ ệ ầ
ng d n, cung c p nh ng ki n th c c n thi c bi t th y luôn theo dõi sát
sao ti làm vi c, k t qu hàng tu giúp em hoàn
ến độ ệc cũng như quá trình làm việ ế ả ần để
thành lu p.
ận văn tốt nghiệ
Hà N i, ngày 22 tháng 11
ộ năm 2016
H c viên th c hi n
ọ ự ệ
Tr n Hà Bình
ầ

12. Chương 1: Tổ ề lõm điệ ệ ắ ụ
ng quan v n áp và các bi n pháp kh c ph c.
8
Chương 1
T C
ỔNG QUAN VỀ LÕM ĐIỆN ÁP VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤ
Trong chương này sẽ trình bày tổng quan về lõm điện áp và các biện pháp khắc
phục lõm điện áp. Trong đó ta sẽ so sánh ưu nhược điểm của các phương pháp trên và
nêu b c tính hi u qu khôi ph n áp (DVR). Và t p trung nghiên c
ậ đượ
t ệ ả ủ
c a bộ ục điệ ậ ứu
v b bi
ề ộ khôi phục điện áp động (DVR) dựa trên việc điều khiển các bộ ến đổi điện tử
công su t. N c tham kh
ấ ội dung trong chương này đượ ảo từ ệ
các tài li u [1], [3], [6], [7],
[9], [10], [11], [12], [13], [14].
1.1. Lõm điện áp
1.1.1. Định nghĩa lõm điện áp
Theo IEEE Std. 1159-1995, lõm i n áp là hi n t ng suy gi i n áp t c
đ ệ ệ ượ ảm đ ệ ứ
th i t th i i m mà giá n áp hi u d ng (RMS) c nó g a 1
ờ đột ngột ại một ờ đ ể trị điệ ệ ụ ủa iữ 0%
đế đ ệ huẩn, tiếp đ ệ đượ ục hồi một ờ
n 90% so với i n áp c theo đó i n áp c ph trong th i
gian r t n a chu c i n áp l i (10ms n phút.
ất ngắn, ừ một ử kỳ ủa đ ệ ướ ) đế một
Hình 1.1 th n s phân lo i gi
ể ệ
hi ự ạ ữa lõm điện áp và các sự ố
c IEEE
khác theo
Std. 1159-1995. Trong hình trên thuật ngữ “Voltage dip” hay “Voltage sag” được sử
dụng để chỉ lõm điện áp, tài liệu [27].
Hình 1.1. Các s c IEEE Std. 1159-19 ; [27].
ự ố điện áp định nghĩa theo 95

13. Chương 1: Tổ ề lõm điệ ệ ắ ụ
ng quan v n áp và các bi n pháp kh c ph c.
9
v m m
Ví dụ ề ột lõm điện áp ột pha có độ suy giả ệ
m đi n áp chỉ còn lại 60% so
v n áp chu n và kéo dài trong 4 chu k c th hi n
ới điệ ẩ ỳ đượ ể ệ ở hình 1.2 dưới đây.
Hình 1.2. Lõm điệ ộ ả ỳ
n áp m t pha 60% và x y ra trong 4 chu k [27]
1.1.2. Ảnh hưởng của lõm điện áp
Các thiế ị ến áp, độ ả ứ ế ị ếu sáng… và đặ
t b như máy bi ng cơ c m ng, thi t b chi c
bi r bi n
ệt là các thiết bị điện tử ất nhạy cảm với các ến động điện áp đặc biệt là lõm điệ
áp, chúng đòi hỏ ất lượng điệ ạ ả ự ố lõm điệ
i ch n áp cao hơn các lo i t i khác. S c n áp có
th ng c ]:
ể gây ảnh hưởng đến hoạt độ ủa các thiết bị dưới đây, tài liệu [10], [13], [27
• H truy d
ệ ề ộng điề
n đ u khiển dòng xoay chiều, thường sử ụng các biến tần. Sự
gi c
ả ệ
m đi n áp tức thời do sự ố lõm điện áp có thể gây ra tác động của mạch bảo vệ
th th gi
ấp áp của hệ ống từ đó dẫn đến ngừng động cơ. Sự ả ện áp cũng là nguyên
m đi
nhân gây thay đổ ậ ố ủ ộng cơ, từ đó dẫn đế ệ ỏ ộ ố ả
i v n t c góc c a đ n vi c làm h ng m t s s n
ph m trong quá trình s n xu t.
ẩ ả ấ
• H truy gi
ệ ền động điều khiển dòng một chiều, sự ả ệ
m đi n áp tức thời do lõm
điệ ể ẫn đế ự ả ứ ờ ừ ố ộ động cơ thay đổi độ
n áp gây ra có th d n s gi m t c th i t thông, t c đ t
ng n c m
ột, gây ra dòng lớn trong phầ ứng động cơ. Ngoài ra sự ố này có thể gây nhầ
điể ể ạ ự ẫn đế ạt độ ủ ộ ể ạ
m chuy n m ch t nhiên, d n ho ng c a b chuy n m ch không chính xác,
th m chí có th ng b bi i.
ậ ể gây ra hỏ ộ ến đổ
• Các độ ả ứ ấ ồ ự ế ừ lướ ảy lõm điệ ể
ng cơ c m ng c p ngu n tr c ti p t i, khi x n áp có th
dẫn đến sự thay đổi vận tốc góc, dòng điện lớn và thay đổi đột ngột momen quay.

14. Chương 1: Tổ ề lõm điệ ệ ắ ụ
ng quan v n áp và các bi n pháp kh c ph c.
10
Ngoài ra vi t cân b n áp ngu n còn gây gi m momen có ích trên tr
ệc mấ ằng điệ ồ ả ụ ộ
c đ ng
cơ, tỏ ệt tăng trong các ộn dây và tăng tổ ấ
a nhi cu n hao công su t do sinh ra các dòng
điệ ả ứ ộ ần tĩnh và phần độ
n c m ng trong cu n dây ph ng.
• Ảnh hưởng đế ế ị đo lường điệ ử, lõm điệ ả ẽ ễ
n các thi t b n t n áp x y ra s d gây
nhi u lo n, sai s
ễ ạ ố trong các phép đo.
• Ảnh hưởng đế ến áp năng lượ ự ả ệ ồ ộn sơ
n các bi ng, s gi m đi n áp ngu n trên cu
c t
ấp của biến áp dẫn đến việc hình thành từ thông một chiều dẫn đến tăng giá trị ức
th t
ời từ thông trên giá trị ối đa đối với một đường đặc tính từ hóa, máy biến áp sẽ đi
vào tr ng thái bão hòa.
ạ
• Ảnh hưởng đế ế ị ế ế ị văn phòng: sự ả ệ
n thi t b chi u sáng và các thi t b gi m đi n áp
tức thời có thể gây nên tình trạng nhấp nháy đèn và tình trạ ả ờng độ ủ
ng gi m cư sáng c a
đèn, có thể ảnh hưởng đế ạt độ ủ ế ị văn phòng.
n ho ng c a các thi t b
1.1.3. Nguyên nhân của lõm điện áp
x c
Lõm điện áp có thể ảy ra do hậu quả ủa ngắn mạch, các lỗi chạ ấ
m đ t, máy
biến áp năng lượng hoặ ộng cơ cả
c các đ m ứng có công suất lớn kết nối vào lưới. Ta có
thể đưa ra một số nguyên nhân gây lõm điện áp như sau, tài liệu [9], [10], [13]:
• Vi c làm
ệc đóng hay ngắt của các máy ắt tại các trạm phân phối điện năng sẽ
cho đường dây b t n i t c th i. T t c p b
ị ắ
ng t kế ố ứ ờ ấ ả ờng dây đượ
các đư c cung cấ ởi các
trạm tương đương sẽ xuất hiện lõm điện áp. Độ sâu của lõm điện áp tại các nơi sảy ra
ph thu n áp cung c p và kho t.
ụ ộc vào điệ ấ ảng cách đến nơi xảy ra sự đóng cắ
• Sự quá tải hay l i c t b n có công su t l gây ra lõm
ỗ ủa các thiế ị điệ ấ ớn cũng có thể
điện áp cho các đườ ệ ố ấ
ng dây khác thông qua h th ng cung c p.
• Thời tiết xấu: sét đánh vào một đường dây điện và tiếp tục dẫn xuống đất, gió
m th m
ạnh có ể làm đổ cây vào đường dây hay tuyết rơi cũng có thể gây hiện tượng chạ
đất cho đường dây, gây ra lõm điệ ị ệ ố
n áp cho các v trí khác nhau trong h th ng cung
c p.
ấ
• Một số động vật như sóc, chồn, rắn hay một số loài chim lớn đi vào đường dây
điệ ế ể ắ ạ ặ ạm đấ
n hay máy bi n áp, có th gây ra ng n m ch hai pha ho c ch t.
• Phương tiệ ể ạ ới các đườ ạ ọc theo đườ
n giao thông có th va ch m v ng dây ch y d ng
làm cho các máy c n áp.
ắt hoạt động và gây ra lõm điệ

15. Chương 1: Tổ ề lõm điệ ệ ắ ụ
ng quan v n áp và các bi n pháp kh c ph c.
11
• M ho i
ột số ạ ộ
t đ ng xây dựng cũng có thể gây lỗi cho đường dây điện ngầ ớ
m dư
lòng đất.
• Các hoạ ộ ủ ộ ệp cũng có thể gây ra lõm điệ
t đ ng c a m t nhà máy công nghi n áp
cho các khu v c kh n cùng lúc…
ực địa phương như việ ởi động các động cơ lớ
1.1.4. Đặ ể
c đi m của lõm điện áp
a. l n lõm n áp:
Độ ớ điệ là điệ ệ ụ ần trăm hoặ ộ đơn vị
n áp hi u d ng theo ph c m t tương
đố ạ ự ố lõm điệ ảy ra. Điệ ệ ụ đượ
i (p.u) còn l i khi s c n áp x n áp hi u d ng này c tính theo
(1.1 u [14].
), tài liệ

() = 


 


 (1.1)
Trong đó: N ố lượ ẫ ỗ ỳ
là s ng m u trên m i chu k , vi là i n áp t c th i l m u và
đ ệ ứ ờ ấy ẫ
k là th i i m í n á u d ng. ây
ờ đ ể khi t nh điệ p hiệ ụ Ở đ , điệ ệ ụ đượ ớ
n á i
p h u d ng c tính toán v i
N m u n á c th c goài ra nó có th c tính g tr i n áp hi u
ẫ điệ p tứ ời trướ đó. N ể ướ iá ị đ ệ ệ
d ng ch b ng m t n a chu k c a giá tr t c th i.
ụ ỉ ằ ộ ử ỳ ủ ị ứ ờ
( / )
  () = 


 


 
/ (1.2)
Độ ớ
l n củ ệ
a lõm đi n áp là mộ ị ẫ ụ ộ ả
t giá tr ng u nhiên, ph thu c vào kho ng cách
c trí x c ng n m
ủa lõm tới vị ảy ra sự ố ắ ạ ồ ấ
ch và ngu n cung c p.
Xét tr ng h p m t l i ng n m ch v i tr kháng t i i m ng n m ch b ng
ườ ợ ộ ỗ ắ ạ ớ ở ạ đ ể ắ ạ ằ
không, h th ng c c i di m t m c m trong
ệ ố ó thể đượ đạ ện bởi ộ ạ h tương đương ột pha như
hình 1.3.
Điệ ạ đ ể
n áp t i c
cá i m xem xét O1, O2 hay O3 ph thu c vào tr kháng
ụ ộ ở tương
đươ ế ố đ ể đế ị ắ
ng k t n i i m đó n v trí ng n mạ ồ ộ độ ớ
ch (SC) ngu
và n. Tù u
y th c vào l n
t i c a r áng sâu c a các lõm i n áp c khác nha ê h
ương đố ủ các t ở kh , độ ủ đ ệ ó thể u tr n p ạm vi
0-100%.

16. Chương 1: Tổ ề lõm điệ ệ ắ ụ
ng quan v n áp và các bi n pháp kh c ph c.
12
Hình 1.3 n áp t m O
. Điệ ại các điể 1,O2 và O3 đố ớ ắ ạ ạ đ ể
i v i ng n m ch t i i m SC
và m t ngu n t
ộ ồ ương đương.
Điể ầ đượ ầ ị ắ ạ đ ệ ạ ấ ơn.
m c n c xem xét g n v trí ng n m ch thì i n áp còn l i là th p h
M t kh , g n các i m c coi là ngu n cun p (thôn ng, m t ngu n n ng
ặ ác ầ đ ể đượ ồ g cấ g thườ ộ ồ ă
l ng, c ng có th là m t b ng các t pin, má ay, …), i n áp s t gi m ít
ượ mà ũ ể ộ ả ụ điện, y qu đ ệ ụ ả
hơn ờ ả ế ố ệ
trong th i gian x y ra bi n c , tài li u [14].
Ng n m ch trên h th ng truy n t i có th d n n m t s s t gi m i n áp
ắ ạ ệ ố ề ả ể ẫ đế ộ ự ụ ả đ ệ
đượ ấ ộ ự ấ ộ ả ể đế ă
c qua át th
n s y trên m t khu v c r t r ng, kho ng ch có th
cá lên n vài tr m
kil . M g n m c ng m t m c â nh ng trong ph m
ometer ột n ắ ạ h tro ộ ạ h điện ph n phối có ả hưở ạ
vi nh i u.
ỏ hơn nh ề
b. Kho ng th i gian lõm i n áp:
ả ờ đ ệ Là kho ng th i gian gi m i n hi u d ng
ả ờ ả đ ệ áp ệ ụ
t n 90% c n áp danh nh, tài li
ừ 10% đế ủa lõm điệ đị ệu [10], [14].
Th i gian lõm i n áp ch y
ờ đ ệ ủ ế đượ đị ở ờ ạt độ ủ ế
u c xác nh b i th i gian ho ng c a thi t
b b o v lo i b ng n m ch t h th ng, ch y
ị ả ệ để ạ ỏ ắ ạ ừ ệ ố ủ ế ầ ắ rơle ả
u là c u chì, máy c t và b o
v . Các c tí i gian c cá i t b b o v s hân chia v i h p
ệ đặ nh thờ ủa c th ế ị ả ệ ẽ được được p à phố ợ
v i nhau, do m i c phát hi n b i m t s thi t b b o v s c h y b t i
ớ đó, ột lỗ đượ ệ ở ộ ố ế ị ả ệ ẽ đượ ủ ỏ ạ
điể ợ ấ ủ ệ ố thườ ầ ấ ớ ị ỗ
m th h h
íc p nh t c a h th ng, thông ng, g n nh t v i v trí l i.
Nhi u l i c h b trong ph m vi th i gian khác nhau. V i th i gian nhanh
ề ỗ đượ ủy ỏ ạ ờ ớ ờ
hơn ể đạ đượ đố ớ ắ ạ ờ ề ả ừ đế
có th t c i v i ng n m ch ên
tr đư ng dây truy n t i (t 60 n 150 ms),
trong khi l trên c m ch phân ph i có th ch m áng k (v i c p MV
ỗi hủy bỏ cá ạ ố ể ậ hơn đ ể ớ ấ
t 0,5 n 2s, c p L ùy thu c và c i m c u chì).
ừ đế ấ V, t ộ o đặ đ ể ầ
Khi m t bi n c khác v i m
ộ ế ố ớ ột ngắ ạ ờ
n m c th
h, i gian c i u ch nh b i
đượ đ ề ỉ ở
nguyên nhân gây ra bi n c
ế ố đó.

17. Chương 1: Tổ ề lõm điệ ệ ắ ụ
ng quan v n áp và các bi n pháp kh c ph c.
13
c. Nh y góc pha
ả
M t bi n c x trên i i n ch ng h n m
ộ ế ố ảy ra lướ đ ệ ẳ ạ như ộ ỗ ắ ạ ẽ ạ
t l i ng n m ch s t o các
lõm i n áp khác au trên các v trí khác nhau c a i i n. nh ng không
đ ệ nh ị ủ lướ đ ệ Ả hưở đó
ch cá
ỉ đến độ ớ ủ
liên quan l n c a c n áp p còn gâ ra hi n t ng tha i góc
điệ ha mà y ệ ượ y đổ
pha. S tha i trong góc pha c g i là . Nh y góc pha c xem
ự y đổ đượ ọ nh y góc pha
ả ả đượ
như ộ ự ị
là m t s d ch chuyển điể ủ đ ệ ứ ờ đó
m qua không c a i n áp t c th i và là uyên
ng
nhân d n n s c i v i c b bi i công su d ng góc pha là
ẫ đế ự ố đố ớ cá ộ ến đổi đ ện tử ất sử ụ m
thông phát x
tin để ung u khi n, tài li
điề ể ệu [14].
d. Phân lo n áp ba pha.
ại lõm điệ
Do trong th có th t nhi u ki u k
ực tế ể ả
x y ra rấ ề ểu sự ố khác nhau cũng như kiể
c ết
n u
ối của máy biến áp năng lượng với đường dây nguồn do đó có thể xuất hiện rất nhiề
những kiểu lõm khác nhau. Ta có thể phân loại chúng như sau, tài liệu [9], [11], [13],
[14]:
• Lõm điệ ằng: là lõm có cùng độ ớ ả ờ ả
n áp cân b l n, kho ng th i gian lõm và nh y
cùng mộ ả
t góc pha trên c ba pha.
• Lõm điệ ằng: là các lõm điện áp có độ ớ ả ờ
n áp không cân b l n, kho ng th i gian
xảy ra lõm và nhảy góc pha khác nhau trên ba pha. Khi một lõm không cân bằng xảy
ra ngoài thành ph n th n còn xu t hi n c thành ph n th ch và th
ầ ứ ự ậ
t thu ấ ệ ả ầ ứ ự ị
t ngh ành
ph n th t không.
ầ ứ ự
B t
ốn kiểu của lõm điện áp kết quả ừ các lỗi khác nhau trên lưới điện, trong đó trị
s nh y góc pha gi nh b ng 0:
ố ả ả đị ằ
• Lõm kiểu A: Lỗ ỗ ạ ấ
i ba pha và l i ba pha ch m đ t (Three phase fault and three
- -
phase-to-ground fault)

18. Chương 1: Tổ ề lõm điệ ệ ắ ụ
ng quan v n áp và các bi n pháp kh c ph c.
14
• Lõm kiểu B: L m t pha ch t (Single-phase-to-ground fault)
ỗi ộ ạ ấ
m đ
• Lõm kiểu C: L i pha ch m pha (Phase-to-phase fault)
ỗ ạ
• Lõm kiểu D: L i hai pha ch -phase to ground fault)
ỗ ạ ấ
m đ t (Two

19. Chương 1: Tổ ề lõm điệ ệ ắ ụ
ng quan v n áp và các bi n pháp kh c ph c.
15
1.2. Các thi t b
ế ị giả ệ
m lõm đi n áp
Có nhi u gi i pháp khá au gi m thi u ng c i n áp, c
ề ả c nh để ả ể ảnh hưở ủa lõm đ ệ ó thể
phân bi gi a ây. C i t o h th ng i n: Là gi i pháp gi m i u thông
ệt ba ải pháp s u đ ả ạ ệ ố đ ệ ả ả th ể
qua vi c n thi p vào h th n n, xem xét c nh ng tha i trong c thành ph n
ệ ca ệ ệ ố g điệ ả ữ y đổ cá ầ
đ ệ ủ ệ ố ấ ủ ă ả ă ễ ị ủ ế ị
i n c a h th ng và trong c u trúc c a nó.T ng kh n ng "mi n d ch" c a thi t b :
T ng kh n ng ch u ng c a thi t b c nh ng n c a lõm i n áp
ă ả ă ị đự ủ ế ị điện trướ ữ ảnh hưở g ủ đ ệ
các nhi u lo n á gi thi u: L
ễ ạn điệ p. Thiết bị ảm ể ắ đặ ế ị ả ă ả ể
p t thi t b có kh n n i
g g m thi u
lõm i n áp và i i c a h
đ ệ o đ ểm kết nố ủ ệ thố đ ệ ướ ụ ả ạ ả để ả ệ
ng i n, tr c các ph t i nh y c m b o v
t i, tài li
ả ệu [10], [12], [13], [23].
Trong s g dù
ố ữ ả
nh ng gi i pháp trên, kh h hàn
ác n i n có th l a ch n là gi i
g đ ệ chỉ ể ự ọ ả
phá p t thi t b gi m thi u, vì h có th ki m soát c tì th phân
p lắ đặ ế ị ả ể ọ ể ể đượ nh hình. Có ể
chia c thi t b gi thi u làm hai nhóm chính:
cá ế ị ảm ể
• Gi m thi u b ng c thi t b ng, d a ên c thi t b k thu t c i n
ả ể ằ cá ế ị thụ độ ự tr cá ế ị ỹ ậ ổ đ ể
như ế ế ặ
máy bi n th ho c máy đ ệ
i n quay.
• Thi t b gi thi u d a trên b bi i n t công su t.
ế ị ảm ể ự ộ ến đổi đ ệ ử ấ
Tr c thi t b c a gi i pháp gi m thi u, DVR là thi t b ti t ki m và
ong số cá ế ị ủ ả ả ể ế ị ế ệ đưa
l i hi t t nh t trong khôi c i n áp t i ch ng l i nh ng c a lõm i n
ạ ệu quả ố ấ phụ đ ệ ả để ố ạ ả hưở ủ đ ệ
áp. Sau â trình bà
đ y sẽ y tóm t t các pháp gi m thi u c khi sâu vào tìm
ắ phương ả ể trướ đi
hi u k v DVR.
ể ỹ hơn ề
1.2.1. B máy át - ng c
ộ ph độ ơ
B tr n ng l ng c a h má hát – ng c thông qua m t bánh
ộ lưu ữ ă ượ ủ ệ y p độ ơ ộ đà như
th hi n trong , tài li
ể ệ hình 1.4 ệu [23].
Hình 1.4 -
. Bộ máy phát động cơ 3 pha.

20. Chương 1: Tổ ề lõm điệ ệ ắ ụ
ng quan v n áp và các bi n pháp kh c ph c.
16
H th ng bao g m m t ng c (có th là ng c c m ng ho c m t máy
ệ ố ồ ộ độ ơ ể độ ơ ả ứ ặ ộ
đồ ộ ộ đ ệ đồ ộ ấ ả ạ ả ộ đ
ng b ), m t máy phát i n ng b cung c p cho t i nh y c m và m t bánh à,
t t c c n c v i nhau. N n ng tích tr d i d n uán tính c a bánh
ấ ả đượ ối đồng trụ ớ ă g lượ ữ ướ ạ g q ủ
đà được chuyể đổ ử ụ để ự ệ đ ề ỉ đ ệ ở ạ ậ
n i s d ng th c hi n i u ch nh i n áp tr ng thái xác l p
ho c bù i n áp trong r i lo n. Tr p các lõm i n áp, h th ng
ặ đ ệ quá trình ố ạ ong trường hợ đ ệ ệ ố
có th b ng t k t n i t ngu n b ng h m contactor n m phía
ể ị ắ ế ố ừ ồn điệ ằ các ở ằ ở trước ngu n
ồ
độ ơ như ả ạ ả ẫ ể đượ ấ đ ệ đ ệ
ng c ng t i nh y c m v n có th c cung c p i n t máy phát
hông qua i n.
Kh n ng gi m thi u c a thi t b này ph thu c á í t c quay c a bánh
ả ă ả ể ủ ế ị ụ ộ đến qu n t nh và ố độ ủ
đ ệ ố ệ ả đầ ấ đ ứ
à. H th ng nà có hi
y u qu o, chi phí ban
ca u th p và cho phép áp ng trong
kho n i gian vài giâ ng ch có th c s d n ng tr ng công
ả g thờ y như ỉ ể đượ ử ụ g tro môi ườ
nghi p, do kíc c c a nó, ti ng n và yêu c u b o trì.
ệ h thướ ủ ế ồ ầ ả
1.2.2. Các t t b m t u d a trên n
hiế ị giả hiể ự biế áp
Máy bi n áp c ng h ng s t t làm vi c m t cách t máy bi n áp
ế ộ ưở ắ ừ ệ ộ tương ự như ế
v i t
ớ ỷ s 1:1 l n t c kích thích m t i m o trên ng cong bão hòa c a
ố ầ lượ đượ ở ộ đ ể ca đườ ủ
nó, do s cung c p m t i n áp u ra không b nh ng b i s thay i c a
đó ẽ ấ ộ đ ệ đầ ị ả hưở ở ự đổ ủ
đ ệ đầ ế ế ự ế hư ộ ụ điệ ế ố ớ
i n áp u và rong thi
o. T t k th c t , n trong hình 1.5, m t t n, k t n i v i
cá cá
c cu n dâ h c p có tác d thi t l p
ộ y t ứ ấ ụng để ế ậ c i m làm vi c trên ch u n c a
đ ể ệ ỗ ố ủ
đườ ả ợ ấ ấ hơn
ng con ão hòa. Gi
g b i phá à là thích h
p n y p cho công su t th p (ít 5 kVA),
t i không i. V i t i bi n i c gây ra m t s v n , do s hi n di n c a m ch
ả đổ ớ ả ế đổ ó thể ộ ố ấ đề ự ệ ệ ủ ạ
đ ề ỉ ở đầ ủ ệ ố ặ đ ệ
i u ch nh u ra c a h th ng nà M
y. t khác o hòa n hình dá
do có bã nê ng i n áp
ra b d n .
ị méo ạ g, tài liệu [23]
Hình 1.5 thi gi n áp s d ng máy bi n áp ferro - resonant.
. Sơ đồ ết bị ảm lõm điệ ử ụ ế

21. Chương 1: Tổ ề lõm điệ ệ ắ ụ
ng quan v n áp và các bi n pháp kh c ph c.
17
Hình 1.6 thi gi n áp s d ng máy bi n áp v i các khóa chuy n
. Sơ đồ ết bị ảm lõm điệ ử ụ ế ớ ể
đổ ẫ
i bán d n
Hình 1.6 c u trúc có b sung c phân ánh i n t c g n trên m t
là ấ ổ cá nh đ ệ ử đượ ắ ộ
máy bi n áp chuyên d ng cho t i y c thay i t l l n t theo nh
ế ụ ả nhạ ảm. Để đổ ỷ ệ ầ lượ ững thay
đổ trong đ ệ đầ ằ ệ ự động đ ề ể đó ắ đ ệ
i i n áp u vào b n i
g v c t i u khi n ng c t c phân nhánh
cá i n
t c a máy bi n á ác phân nhánh i n t c k t n i n i ti p trên c u ân
ử ủ ế p. C đ ệ ử đượ ế ố ố ế cá đầ ra ph
ph i và c t gi gu n cun p và t i. M n c a cu n dây th c p cun
ố đượ đặ ữa n ồ g cấ ả ột phầ ủ ộ ứ ấ g cấp
t c ch ành m t s n, c k t n i ho c ng t k t n i b ng các thi t
ải đượ ia th ộ ố đoạ đượ ế ố ặ ắ ế ố ằ ế bị
chuy n m ch t nh nhanh, do c ép i u ch nh i n áp th c p theo c c.
ể ạ ĩ đó ho ph đ ề ỉ đ ệ ứ ấ cá bướ
Đ ề ẽ đ ệ đầ được đưa ở ạ ứ ị nh đị
i u này s cho phép i n áp u ra tr l i m c trê 0% g
n 9 iá tr da nh,
ngay c i v i các lõm i n áp nghiêm tr ng.
ả đố ớ đ ệ ọ
N u thi t b chuy
ế ế ị ể ạ ẫ đượ ử ụ ỉ
n m ch là c van bán d
cá n thyristor c s d ng, chúng ch
có th c b t m t l n trên m i chu k và bù s c th c hi n v i th i gian
ể đượ ậ ộ ầ ỗ ỳ do đó ẽ đượ ự ệ ớ ờ
tr c a nó t m t n a chu k
ễ ủ ít nhấ ộ ử ỳ. M t v n n a là dòng i n trong cu n dâ c p
ộ ấ đề ữ đ ệ ộ y sơ ấ
tăng đ ệ ứ ấ đượ tă để đ ệ ướ ậ ỉ
khi i n áp th c p c ng lên bù cho lõm trong i n áp l i, vì v y ch có
các b c nh ê c p c a bi n áp c phé u ch nh và ph o
ướ ỏ ở phía b n thứ ấ ủ ế đượ p điề ỉ ải đảm bả
dòng i n t i là liên t
đ ệ ả ục.
1.2.3. B c y n m ch t n
ộ hu ể ạ ĩ h (STS)
B chuy
ộ ể ạ ĩ ồ
n m ch t nh S) bao g
(ST m các chuyể ạ ĩ ấ ạ ầ
n m ch t nh ha, c
ba p u t o l n
lượ ủ ỗ ớ
t c a m i pha v i ha hyristors n i g c v i nhau, th hi n trong
i t ố song song n ượ ớ như ể ệ
hình 1.7, tài liệu [23].

22. Chương 1: Tổ ề lõm điệ ệ ắ ụ
ng quan v n áp và các bi n pháp kh c ph c.
18
Hình 1.7 b chuy n m
. Sơ đồ ộ ể ạch tĩnh.
M c c a thi t b nà chuy
ụ đích ủ ế ị y là để ể ả ừ ộ ồ ộ ồ
n t i t m t ngu n chính sang m t ngu n
ph t ng và nhanh chóng khi i n áp lõm xu t hi n t
ụ ự độ đ ệ ấ ệ ừ phía ngu n chính và
ồ
trong khi ngu hai có kh n ng áp ng yêu c u v côn u t ch t n t
ồn thứ ả ă đ ứ ầ ề g s ấ và ấ lượ g nhấ
đị ạ độ thườ ồ ấ đ ệ ả ộ
nh. Tr uá
ong q trình ho t ng bình ng, ngu n chính c p i n cho t i qua c b
cá
chuyể đổ
n i thyristors ngu n th hai c ng t k t n i (b c y
1, trong khi ồ ứ đượ ắ ế ố ộ hu ể ạ
n m ch 2
m ). Trong tr ng h p xu n c lõm i n áp ho c b gián n trong ngu n
ở ườ ợ ất hiệ cá đ ệ ặ ị đoạ ồ
chính, t i s c chuy
ả ẽ đượ ể ừ
n t ngu n chính n ngu n d phòng. P áp i u
ồ đế ồ ự hương ph đ ề
khi n có c chuy
ể để đượ ể đổ ứ ờ ủ ả ể đượ
n i t c th i c a t i có th c thông qua.
Tuy nhiên, s k t n i ng gi a hai ngu n tr chuy
ự ế ố song so ữ ồ ong lúc ể đổ ả đượ
n i ph i c
tránh.Vì lý do này, th i gian chuy n i có th m t n m t n a chu k . u này có
ờ ể đổ ể ấ đế ộ ử ỳ Điề
ng i v n s b nh ng b i lõm, h i gian c a nó s c gi m n
hĩa là tả ẫ ẽ ị ả hưở ở nhưng t ờ ủ ẽ đượ ả đế
th i gian c i t chuy
ờ ần th ế để ể đổ ả ừ ồ đế ồ ứ ượ
n i t i t ngu n chính n ngu n th hai. Nh c
đ ể ủ ể ả ẹ ồ đ ệ ỗ
i m c a STS là h
nó không t gi m nh ngu n phát c lõm
cá i n áp do c l
cá i trong
h th ng truy n t i, tron c ki u lõm th ng nh n c ngu n chính và
ệ ố ề ả g khi cá ể ườ ả hưởng đế ả ồ
ngu n th ha
ồ ứ i. Hơn n a, nó liên t c d n dòng i n t i, d n t n th t d áng k .
ữ ụ ẫ đ ệ ả ẫn đế ổ ấ ẫn đ ể
1.2.4. Ngu n c g c p liên t c (UPS)
ồ un ấ ụ
Ngu n cung c p liên t c (U ), bao g m m t ch nh diode theo sau là b bi n
ồ ấ ụ PS ồ ộ ỉ lưu ộ ế
t th hi n 1.8. B ph n tr n n n m t qu k t
ần, như ể ệ trong hình ộ ậ lưu ữ ăng lượ g thườ g là ộ ac y ế
n i liên k t DC. Trong quá trình ho t bình ng (online), ngu n i n
ố để ế ạ động thườ ồ đ ện đế
t ngu n cung c p ch nh v au ó qua b bi n i ngh ch
ừ ồ ấ AC đã được ỉ lưu à s đ ộ ế đổ ị lưu trở
thành ngu n xoay chi u tr l i cung c p cho t i. Acqu v n còn ch ch và ch
ồ ề ở ạ ấ ả y ẫ ở ế độ ờ ỉ

23. Chương 1: Tổ ề lõm điệ ệ ắ ụ
ng quan v n áp và các bi n pháp kh c ph c.
19
gi n áp DC - thanh i i. N u m t lõm i n áp ho c g o n xu t hi n,
ữ điệ cá không đổ ế ộ đ ệ ặ ián đ ạ ấ ệ
n n ng c cung c p b ng quy gi n áp t i thanh i DC không i. Tù
ă g lượ đượ ấ ằ ac ữ điệ ạ cá đổ y
thu c và n tr c a acquy, nó có th cung c p cho t i m t vài phút c
ộ o dung lượ g lưu ữ ủ ể ấ ả ộ hoặ
th m chí vài gi , tài li u [23].
ậ ờ ệ
Hình 1.8 UPS ba pha.
. Sơ đồ
V n hành gi n, c là gi i pháp cho t i có côn u t và n áp th p.
ậ đơn ả cá UPS ả ả g s ấ điệ ấ
Đố ớ ả ấ hơn ớ ổ ấ ộ
i v i c t
cá i côn u
g s t o
ca c chi phí liên quan v
cá i t n th t do hai b chuyển
đổ ả ủ ở đó, ấ
i và b o trì c a acquy tr nên quá o
cao. D pha công su
UPS ba t o là không
ca
kh thi v m t kinh t .
ả ề ặ ế
1.2.5. B ng (DVR)
ộ khôi phụ ệ ộ
c đi n áp đ
a. Nguyên t ng.
ắc hoạt độ
B n là m thi t b c t o ra v i vai trò ch
ộ khôi phục điệ áp động (DVR) ột ế ị đượ ạ ớ ủ
yế để đ ệ ả ệ ả ạ ả ự ố ệ ả
u bù lõm i n áp b o v cho các t i nh y c m, khi s c lõm đi n áp x y ra
s t chèn vào m t i n áp u
ẽ ự động ộ đ ệ inj(t) có biên , t n s và góc pha mu n
độ ầ ố mong ố .
Ví d t DVR b o v i nh c th h 1.9, tài li
ụ ề ộ
v m ả ệ ả
t ạy cả ợ
m đư ể hiện như trên hìn ệu
[12], [13], [17]. [23]:
Hình 1.9 ng DVR.
. Bộ khôi phục điện áp độ

24. Chương 1: Tổ ề lõm điệ ệ ắ ụ
ng quan v n áp và các bi n pháp kh c ph c.
20
Gi s m t l i ng n m ch x ra t i i m A, n áp t i A b gi m xu
ả ử ộ ỗ ắ ạ ảy ạ đ ể điệ ạ ị ả ống 0V,
điệ ạ điể ũ ẽ ị ả ố ả ớ điề ệ ắ ắ
n áp t i m B c ng s b gi m xu ng kho n V
g 64%. i u ki n này ch c ch n
b t k t i nh c m nào c ng s b nh h ng v i lõm n áp. m b o cho t i
ấ ỳ ả ạy ả ũ ẽ ị ả ưở ớ điệ Để đả ả ả
nh c m ti p t c ho t ng, m
ạy ả ế ụ ạ độ ộ ợ ắ đặ ạ điể
t DVR đư c l p t t i m n i chung (PCC).
ố
Điệ ại đườ ụ ẽ đượ ở ị đị ứ ự ệ ệ ủ
n áp t ng tr c này s c duy trì giá tr nh m c có s
do hi n di n c a
DVR. u nà có ng là khi m t lõm i n áp x a, m t b khôi ph c
Điề y hĩa ộ đ ệ ảy r ộ ộ ụ n áp lõm
điệ
t hát hi n v vào c thành ph n n áp bù l i m t ph n ho c toàn b
ự động p ệ à bơm cá ầ điệ để ạ ộ ầ ặ ộ
lượng đ ệ ị ấ ỗ để độ ớ ũng như ủ đ ệ lướ
i n áp b m t l
mát do i duy trì l n c góc pha c a i n áp i,
đả ả ả ạ độ bình thườ
m b o cho t i ho t ng ng.
b)
Hình 1.10 miêu t nguyên ho ng c a DVR n hóa ho t
: a) Sơ đồ ả ạt độ ủ ; b) Sơ đồ đơn giả ạ
độ ủ
ng c a DVR
Trong hình n DVR là m n, góc pha và t n s
1.10 thể ệ
hi ột nguồ ộ ớ
n áp có đ l ầ ố
có th u ch
ể ề
đi ỉ ợ
nh đư c, trong đó eg e
là điệ ớ
n áp lư i, inj e
là điện áp chèn vào và l là
đi lõm đi n áp, đi
ện áp tải. Khi xả ự ố
y ra s c ệ ện áp nguồn sẽ ị
b giả ộ ớ
m đ l n và nhảy
góc pha, đư n như vectơ
ợc thể hiệ Ug,sag U
như trên hình. Để duy trì điện áp tải l và
ngăn nh c đi n áp đ t đi
ảy pha, bộ ụ
khôi ph ệ ộng sẽ phải bù mộ ện áp Ug,sag đã được
tính toán. Ta có Ul U
= g,sag U
+ inj, U
tài liệu [23]. Để khôi phục được điện áp g,sag cả
độ ớ ả ả ấ ụ ấ ả
l n và góc pha, DVR ph i bù c công su t tác d ng và công su t ph n kháng vào
lưới.

25. Chương 1: Tổ ề lõm điệ ệ ắ ụ
ng quan v n áp và các bi n pháp kh c ph c.
21
Hình 1.11 th hi n nguyên lý bù lõm, [14]
. Đồ ị vectơ thể ệ
Gi s
ả ử điện áp và dòng điện tải trong điều kiện hoạt động bình thường là 1pu,
công su c chèn vào c
ất đượ ủa DVR được tính như sau:
 = 
=   ,
= 1  , 
= +
   , cos( 
+ )  ,sin( + )
  (1.3)
M t khác ta l i có:
ặ ạ
 = 
= 
= + =
   +  (1.4)
T (1.3) và (1.4) ta có:
ừ
 = 󰇡1 
,( )


󰇢  (1.5)
 = 󰇡1 
,( )


󰇢  (1.6)
b. C u trúc chung và các thành ph n c a DVR
ấ ần cơ bả ủ
Hình 1.12 u trúc chung c a b khôi ph .
: Cấ ủ ộ ục điện áp động

26. Chương 1: Tổ ề lõm điệ ệ ắ ụ
ng quan v n áp và các bi n pháp kh c ph c.
22
C u trúc chung c u t o t các thành ph hình 1.12, tài
ấ ủa DVR được cấ ạ ừ ần như trên
liệu [12]:
• B i:
ộ biế ổ
n đ B bi bi d ng
ộ ế ổ
n đ i phần lớn là bộ ến đổi nguồn áp (VSC) sử ụ
phương pháp điề ế độ ộ ến đổi điệ ộ ề ừ
u ch r ng xung (PWM), bi n áp m t chi u t DC-
link/ngu n áp xoay chi th ng.
ồn lưu trữ thành điệ ều để đưa vào hệ ố
• B l
ộ ọc tần số chuyển mạch: B l chuy
ộ ọc tần số ển mạch được thêm vào để
giảm sóng điều hòa chuyể ạch đượ ở ộ ến đổ ồ
n m c sinh ra b i b bi i ngu n áp.
• Máy biế ố ế
n áp n i ti p: B n
ộ khôi phụ ện áp động đượ
c đi c kết nối thêm máy biế
áp n i ti m b n cho b
ố ếp để đả ảo cách ly về điệ ộ ến đổi và lưới điện và làm đơn giả
bi n
hóa c u trúc b bi t b b .
ấ ộ ến đổi cũng như thiế ị ảo vệ
• DC-link và bộ lưu trữ năng lượng: Có khả năng lưu trữ năng lượng và kết nối
v t
ới VSC để có thể ạo ra điện áp xoay chiều cần thiết bù cho một biến cố lõm điện áp
khi nó xảy ra.
• Thiế ị
t b -pass:
by Bảo vệ cho các lỗi quá tải của DVR, hoặc lỗi ngắn mạch phía
t i.
ả
• Thiế ị ắ ế ố
t b ng t k t n i: th n
Để đảm bảo ngắt kết nối DVR ra khỏi hệ ống khi cầ
thiết hoặc khi có các trường hợp khẩn cấp cần phải ngắt mạch để đảm bảo an toàn cho
h th ng DVR
ệ ố
c. V trí c n.
ị ủa DVR trong lưới điệ
• DVR đượ ế ố ở ấ
c k t n i c p trung áp:
L c
ắp đặt DVR ở ấp trung áp sẽ làm tăng trở kháng của nguồn, điều này là
không đáng kể do đó việc chèn DVR vào điệ ữ ợi ích đáng kể
n áp áp có nh
trung ng l
như sau, tài liệu [13]:
- Các tr lên do vi t DVR c p trung áp s
ở kháng tăng ệc lắp đặ ở ấ ẽ được xem như
là r t nh .
ấ ỏ, không đáng kể
- th ng phân ph i trung áp ki u ba dây không n t s c u
Các hệ ố ố ể ối đấ ẽ chỉ ần cấ
trúc DVR đơn giản hơn do chỉ ả ầ ứ ự ậ ứ ự ị
ph i bù thành ph n th t thu n và th t ngh ch.
- Các chi phí cho m b o v d ki n s th t
ỗi máy biến áp để ả ệ ự ế ẽ ấp hơn nếu mộ
DVR có v trí trong nh n so v i m t DVR chèn vào c p
ị ở ững trung tâm như tải lớ ớ ộ ở ấ
điệ ấ ụ ả ậ
n áp th p và ph t i không t p trung.

27. Chương 1: Tổ ề lõm điệ ệ ắ ụ
ng quan v n áp và các bi n pháp kh c ph c.
23
Tuy v y vi
ậ ệc l c l
ắp đặ ở ấp trung áp cũng có nhữ ạ ế ệ
t DVR c ng h n ch do vi ắp đặt
DVR trung áp b o v t i l n do v y công su t s l n và t l n theo,
ở ả ệ ả ớ ậ ấ ẽ ớ ổn hao cũng sẽ ớ
m t khác yêu c u v k t n i cách ly ng
ặ ầ ề ế ố ắn mạch cũng yêu cầu đòi hỏi cao hơn.
Hình 1.13 t n i t i c p trung áp trong h phân ph i, [13].
: DVR được kế ố ạ ấ ệ ố
• DVR đượ ế ố ở ấ ạ
c k t n i c p h áp:
L t DVR t i c p h áp h c th hi .
ắp đặ ạ ấ ạ ệ 400V 4 dây đượ ể ện như trong hình 1.14
Hình 1.14 t n i t i c p h áp trong h phân ph i .
: DVR được kế ố ạ ấ ạ ệ ố , [13]
Vi t DVR t c m kháng c o v
ệc lắp đặ ại đây sẽ làm tăng đang kể ả ủa tải được bả ệ
lõm điệ ậ ắp đặ ạ ị trí này cũng có những ưu điể ất đị
n áp tuy v y l t DVR t i v m nh nh. Các
t i nh m s t khác m ng ch cho
ả ạy cả ẽ được DVR đáp ứng đúng mục tiêu, mặ ức độ ắn mạ
các bi c b
ế ối cũng đượ ảm đáng kể ẽ ễ ệ
n áp phân ph c gi và DVR s d dàng cho vi ả ệ
o v
hơn. Tuy vậ ệc tăng đáng kể ở ủ ả đượ ả ệ ẽ làm tăng biế ạ
y vi tr kháng c a t i c b o v s n d ng
điệ ẽ ấ ệ ần điệ ứ ự ẫn đến thay đổ ấ ủ
n áp và s xu t hi n thành ph n áp th t không d i c u trúc c a
DVR và phương pháp điề ể ẽ khó khăn và phứ ạp hơn ệ
u khi n s c t , tài li u [13].

28. Chương 1: Tổ ề lõm điệ ệ ắ ụ
ng quan v n áp và các bi n pháp kh c ph c.
24
1.3. Phân tích ưu nhượ ể ủa các phương pháp và kế ậ
c đi m c t lu n.
Thi c
ết bị UPS tuy có thể bù cho mọi sự ố nhưng có giá thành rất cao trên môt
kW và t n hao r t l n. Thi t b n hao trong th i gian ch ít, giá thành th
ổ ấ ớ ế ị ổ
SSTS có t ờ ờ ấp
n c c k c t
ếu có sẵn nguồn thứ ấp, có thể bù cho mọi sự ố ể ả lõm điện áp và có hiệu suấ
trên ch t cao tuy v y không ph n có ngu n th
i phí đầu tư rấ ậ ải lúc nào cũng sẵ ồ ứ ấp để
c
thay th , th i gian ph i v m so v i các thi
ế ờ ả ứng đố
n ới các sự ố tương đố
c i chậ ớ ết bị khác
và r thay th ngu n c n.
ất khó để ế ồ ấp đã có sẵ
Qua nh ng so sánh trên, D
ữ ở VR là thi t b có kh n ng khôi n áp
ế ị ả ă phục điệ
trên t i nh y c m c nh ng nh ng c a lõm i n áp có hi u qu nh t vì
ả ạ ả trướ ữ ả hưở ủ đ ệ ệ ả ấ
nh ng lý do:
ữ
- C u trúc liên k t n i ti p v i h th ng có hi u ch ng l i l i
ấ ế ố ế ớ ệ ố ệu q ả ố ạ õm đ ện áp.
- Ph n có th h tr trên t t c các pha và có th bù tron i u ki n lõm
ả ứng bù ể ỗ ợ ấ ả ể g đ ề ệ
đ ệ ấ ằ ạ
i n áp m t cân b ng và d
méo ng.
- Công su t tác d ng c tích l y t b tr n ng ng ho c t các pha
ấ ụ đượ ũ ừ ộ lưu ữ ă lượ ặ ừ
không b l ng ng c tíc y i n áp y cung c lõm
ị ỗi. Nă lượ đượ h lũ khi đ ệ đầ đủ để ấp khi
đ ệ
i n áp.
- Áp d inh ho t trong h th n ân ph i i v i c ki u ph t i nh c m
ụng l ạ ệ ố g ph ố đố ớ cá ể ụ ả ạy ả
và quan tr ng khác nhau.
ọ
- Giá thành h p lý th $200 - 250/kVA, th p v i UPS ho c Statc
ợ ường ấ hơn so ớ ặ om.
V t
ới những ưu điểm kể trên, luận văn này sẽ ập trung nghiên cứu và phân tích
b d ng d
ộ bù lõm điện áp sử ụng bộ khôi phục điện áp độ ựa trên những tài liệu sẵn có
trong và ngoài nước.

29. Chương 2: Bộ ục điện áp độ
khôi ph ng.
25
Chương 2
BỘ KHÔI PHỤC ĐI N ÁP Đ
Ệ ỘNG
Trong chương này sẽ ức năng nhiệ ụ ủ ầ
trình bày ch m v c a các thành ph n trong
h th ng, các ki cho DVR và cu i cùng là l
ệ ố ểu kết nối, phương pháp bảo vệ ố ựa chọn một
c ti
ấu trúc phần cứng điển hình của DVR đủ để ếp tục nghiên cứu phát triển thuật toán
điề ể ủ ệ ố ấ ặ ẽ đế ả năng khôi phụ
u khi n c a h th ng., các c u trúc này có liên qua ch t ch n kh c
điệ ủ ến lược điề ể ệc bù lõm điệ ế ộ
n áp c a DVR và chi u khi n trong vi n áp và các bi n đ ng
điện áp trên lưới điệ ệ ảo đượ ử ụng trong chương này [1], [3].
n. Các tài li u tham kh c s d
[12],[13], [15], [16], [18].
2.1. Các c th .
ấu trúc cho hệ ống DVR
Trong quá trình x n áp, h ng DVR s
ảy ra lõm điệ ệ ố
th ẽ đưa mộ ệ
t đi n áp chèn vào
lướ ấ ụng để ấ ải. Để làm được điề ầ ộ
i và công su t tác d cung c p cho t u này thì c n có m t
ngu d c
ồn năng lượng cung cấp cho DVR. Có hai phương pháp sử ụng để ấp năng
lượ ệ ống DVR, phương pháp thứ ấ ệ ố ồn năng
ng cho h th nh t là h th ng DVR có ngu
lượng được lưu trữ ệ ống lưu trữ năng lượng khác nhau như: pin, acquy,
trong các h th
siêu t n, h n c
ụ điệ ệ ống lưu trữ ểu bánh đà hay các cuộ
th ki ảm siêu dẫn (SMES).
Phương pháp thứ ệ ố ồn lưu trữ năng lượ ồ
hai là h th ng DVR không có ngu ng: Ngu n
năng lượ ẽ đượ ấ ự ế ừ lướ ệ ống DVR và đưa ngượ ở
ng s c l y ra tr c ti p t i thông qua h th c tr
l i.
ại vào lướ
2.1.1. C u trúc DVR s d ng b
ấ ử ụ ộ lưu trữ năng lượng.
Trong c n t i b c khi x
ấu trúc này, năng lượng được lưu trữ ẵ
s ạ ộ lưu trữ trướ ảy ra
s c n c bi n
ự ố lõm điệ áp và chỉ ần một bộ ế ổ
n đ i có công suất nhỏ để ạp năng lượng cho
b nh
ộ lưu trữ. Có hai phương pháp được đưa ra trong cấu trúc này. Phương pháp thứ ất
là s ng h ng DVR ho ng v n áp DC
ử ụ
d ệ ố
th ạt độ ới điệ -link không đổi, phương pháp thứ
hai là s ng h g DVR ho ng v n áp DC bi i, tài li
ử ụ
d ệ ố
th n ạt độ ới điệ ế ổ
n đ ệu [13], [16],
[18].
a. C n áp DC-link bi i.
ấu trúc DVR có điệ ến đổ
C -link bi n hi i
ấu trúc DVR có điện áp DC ế đổi được thể ện trong hình 2.1 dướ
đây ệ
, tài li u [13]:

30. Chương 2: Bộ ục điện áp độ
khôi ph ng.
26
Hình 2.1 u trúc DVR có b ng v n áp DC bi i, [13].
: Cấ ộ lưu trữ năng lượ ới điệ ến đổ
Năng lượng được lưu trữ ụ DC như trên hình là mộ ả ấ
trong t t gi i pháp r t phù
h i.
ợp cho DVR, đây là một cấu trúc rất đơn giản, hoạt động với điện áp DC biến đổ
Năng lượng được lưu trữ Estorage t l v nh m
ỉ ệ ới bình phương điện áp đị ức UDC,rated:
 =


 
,

(2.1)
Ở đây, uDC,rated: là điện áp DC đị ứ ộ ến đổ ủ
nh m c cho b bi i c a DVR.
Điệ ả ấ ố nhân trong quá trình bù điệ ả
n áp gi m theo c p s n áp trong quá trình x y ra
s c s c
ự ố lõm điện áp, khi xảy ra ự ố lõm điện áp nghiêm trọng, khả năng bù điện áp của
c s d
ấu trúc này cũng bị ụt giảm nghiêm trọng. Do đó, sử ụng bù điện áp bằng cấu trúc
này chỉ ể bù lõm điệ ở ộ
có th n áp m t mứ ấ ị
c nh t đ nh:
 =


(,

  
,

) (2.2)
Ở đây, uDC,begin c khi x c n áp, u
là điện áp DC trướ ảy ra sự ố lõm điệ DC,end n
là điệ
áp t i thi c cho phép trong DVR. Công su c tính
ố ểu đượ ất định mức của bộ biến đổi đượ
theo công thức sau đây:
 = 1   (2.3)
C bi
ấu trúc điện áp DC biến đổi này có cấu cấu trúc bộ ến đổi tương đối đơn
gi bi
ản, năng lượng DC được lưu trữ có thể được nạp lại bởi bộ ến đổi nối tiếp hoặc bộ
bi tr
ến đổi sạc phụ ợ định mức thấp khi mà lưới điện hoạt động bình thường. Tuy
nhiên, vi ng r ng hi và trong m t vài s
ệc lưu trữ năng lượ ất khó để ử ụ
s d ệu quả ộ ự ố
c lõm
điệ ọ ầ ớ ủ ộ lưu trữ năng lượ ể không đượ ử ụ
n áp nghiêm tr ng, ph n l n c a b ng có th c s d ng
như là bộ ến đổ ất để đưa vào điện áp qua điề ế cao như yêu cầ
bi i công su u ch u.

31. Chương 2: Bộ ục điện áp độ
khôi ph ng.
27
b. C n áp DC-link i.
ấu trúc DVR có điệ không đổ
Năng lượng đượ ữ trượ ế ế ị như pin, ăcquy, siêu tụ điệ
c lưu tr c ti p vào các thi t b n,
cuộ ả ẫ ệ ố ả ộ ộ ế ổ ấ
n c m siêu d n SMES, h th ng DVR ph i thêm vào m t b bi n đ i có công su t
đị ứ ấu trúc DVR có điệ link không đổi đượ ể ệ
nh m c cao. C n áp DC- c th hi n trên hình
2.2, tài liệu [13]:
Hình 2.2 n áp DC- i
: Cấu trúc DVR có điệ link không đổ , [13].
Năng lượng đượ ể ừ ộ lưu trữ năng lượ ớ ộ ụ link lưu
c chuy n t b ng l n qua m t t -
DC
tr s d bi
ữ năng lượng nhỏ hơn để ử ụng cho bộ ến đổi DVR trong quá trình xảy ra lõm
điệ ế, điệ áp DC đượ ữ ố đị ấ ủ ộ ến đổ ể đượ
n áp. Vì th n c gi c nh. Công su t c a b bi i có th c
tính:
  =  = 1  cos  (2.4)
Hi th trên,
ệu suất của cấu trúc hệ ống này được cải thiện hơn so với cấu trúc
nhưng chi phí cho thiế ị lưu trữ năng lượ ớn hơn rấ ề ầ ộ ộ
t b ng l t nhi u, và c n thêm m t b
bi ng riêng bi t cho ngu .
ến đổi năng lượ ệ ồn lưu trữ
2.1.2. C u trúc DVR hai b i d
ấ ộ biế ổ
n đ không sử ụng bộ lưu trữ năng lượng.
Trên th khi s n áp x n con m t ph
ực tế ự ố lõm điệ
c ảy ra, vẫ ộ ần điện áp trong lưới
điệ ồ ấp năng lượ ể đượ ử ụng để tăng năng lượ
n và ngu n cung c ng này có th c s d ng, duy
trì công su i theo yêu c u v nh m
ất đầy tả ầ ới điện áp đị ức. Tuy nhiên, phương pháp này
có nhược điểm là làm tăng cường độ dòng điện trong đường dây, điề ể
u này có th làm
s c ti m
ự ố lõm điện áp xảy ra nghiêm trọng hơn. Mặt khác, cấu trúc này lại có thể ết kiệ
đượ ầ ộ lưu trữ năng lượ ể ả
c chi phí cho ph n b ng, và có th bù cho các lõm x y ra trong
th t nh
ời gian dài. Đặc biệ ở ững nơi có nguồ ớ
n lư i khỏe, có đủ công suất cần thiết để

32. Chương 2: Bộ ục điện áp độ
khôi ph ng.
28
tăng dòng điệ ấ ệ ại đế ộ ến đổ ại điệ ằ ộ
n cung c p hi n t n b bi i AC/DC và bù l n áp lõm b ng b
bi i DC/AC, tài li u [13
ến đổ ệ ], [16], [18].
a. C u trúc DVR có hai b bi m l y ngu n i.
ấ ộ ến đổi điể ấ ồ ở phía lướ
C u trúc DVR có b bi i AC/DC m phía ngu c th hi :
ấ ộ ến đổ ắc ồn đượ ể ện như trên hình 2.3
Hình 2.3 u trúc DVR có b bi i AC/DC m c phía ngu n, [13].
: Cấ ộ ến đổ ắ ồ
C - bi
ấu trúc này không điều khiển được điện áp DC link, bộ ế ổ
n đ i AC/DC sẽ
n DC- -
ạp điện cho tụ link một cách thụ động. Điện áp DC link sẽ đạt tới xấp xỉ điện áp
pha c a ngu i gian x n áp DC
ủ ồn cấp, do đó trong thờ ảy ra lõm điện áp, điệ - m
link giả
tương ứ ới điệ ấ ủ ộ ến đổ
ng v n áp lõm. Công su t c a hai b bi i:
/ = 1   (2.5)
/ =


(2.6)
Công su bi t
ất định mức của hai bộ ến đổi này không bằng nhau, bởi vì công suấ
đượ ạ ở ộ ến đổ ỉ ệ ậ ới điện áp lõm, trong khi dòng điệ
c t o ra b i b bi i DC/AC t l thu n v n và
điệ ối đa tả ủ ộ ến đổ ả
n áp t i c a b bi i AC/DC không x y ra đồ ờ ởi vì dòng đượ
ng th i, b c rút
ra b áp AC/DC b i gian x
ởi điện ị tăng đáng kể ờ
trong th ảy ra lõm điệ ọ
n áp nghiêm tr ng
xảy ra trong thời gian dài. Ví dụ, xảy ra lõm điện áp điện áp nguồn cấp còn 0.3pu, tại
công su c, dòng qua b i DC/AC v n gi
ất định mứ ộ ến đổ
bi ẫ ữ nguyên là 1pu nhưng dòng
qua b AC/DC l n áp sâu s
ộ ến đổ
bi i ại là 2.33pu. Do đó, khả năng bù lõm điệ ẽ ị ớ
b gi i
h -link gi
ạn bởi điện áp DC ở trong cấu trúc , điện áp nguồn bị ảm sâu dẫn đến đến áp
c p cho b bi gi i h n.
ấ ộ ến đổi AC/DC cũng bị ớ ạ

33. Chương 2: Bộ ục điện áp độ
khôi ph ng.
29
b. C u trúc DVR có hai b bi i m l y ngu n phía t i.
ấ ộ ến đổ điể ấ ồ ở ả
Hình 2.4 u trúc DVR có b bi i AC/DC m c phía t i, [13].
: Cấ ộ ến đổ ắ ả
C bi hi ,
ấu trúc DVR có bộ ến đổi AC/DC mắc phía tải được thể ện trên hình 2.4
điện áp đầ ủ ộ ến đổ ể ề ển đượ ớ ạ ủ ộ
u vào c a b bi i AC/DC có th di u khi c (trong gi i h n c a b
bi gi g c
ến đổi DC/AC), và điện áp DC có thể ữ ần như không đổi nhờ vào hiệu quả ủa
điệ ừ ệ
n áp chèn vào t DVR, tài li u [13].
 = 2|| = 2 +   (2.7)
bi thu
Điện áp định mức của bộ ến đổi phụ ộc và khả năng chèn điện áp vào và
c p khôi ph i.
ấ ục của tả
/ = 1 (2.8)
/ = 1  / (2.9)
Nhưng dòng điện đị ứ ối đa củ ộ ến đổi DC/AC tăng bở ẫ
nh m c t a b bi i vì nó v n
ph i cung c p dòng vào b bi i v i t i.
ả ấ ộ ến đổi AC/DC như đố ớ ả
/ =


(2.10)
/ =


(2.11)
Do đó, công suấ ủ ộ ến đổi được tính như sau:
t c a hai b bi
/ = / =


(2.12)

34. Chương 2: Bộ ục điện áp độ
khôi ph ng.
30
Nhược điể ủ ấu trúc này, đó là bộ ế ổ ả ử lý dòng điệ
m c a c bi n đ i DC/AC ph i s n
l n, ví d n n áp ngu n c p gi m xu ng 0.3pu, v i t c dòng qua b bi
ớ ụ ếu điệ ồ ấ ả ố ớ ải định mứ ộ ến
đổ ẽ ộ ế ổ ẽ là 2.33pu. Thêm vào đó,
i DC/AC s là 3.33pu và dòng qua b bi n đ i AC/DC s
t b nhi b bi
ải có thể ị ễu loạn bởi dòng điện phi tuyến bị rút ra từ ộ ến đổi AC/DC. Tuy
nhiên gi i pháp này có hi u qu cao do vi n áp DC
ả ệ ả ệc giữ ổn định được điệ -link, việc
thi t k b bi i AC/DC s
ế ế ộ ến đổ ẽ đơn giản hơn.
2.1.3. So sánh các cấu trúc.
trên,
Trong phần này ta sẽ thực hiện một so sánh nhỏ đối với bốn cấu trúc kể
mặc dù không thể đưa ra chính xác cấu trúc nào là tối nhất nhưng có thể ấ ộ
nhìn th y m t
số điểm khác nhau chính giữa bốn cấu trúc. Mỗi cấu trúc lại có những ưu điểm riêng
đố ớ ững trườ ợ ự ố lõm điệ
i v i nh ng h p s c n áp khác nhau.
H th d - i
ệ ống DVR sử ụng bộ lưu trữ năng lượng có điện áp DC link không đổ
thích h ng h p x n áp ngu n cung c
ợp trong các trườ ợ ảy ra lõm điện áp sâu, điệ ồ ấp sụt
gi – ng
ả ợ
m vư t quá 40 50%. Tuy vậy cấu trúc này lại có những điểm hạn chế đó là tổ
th d ng
ể giá thành cao cần bộ lưu trữ năng lượng lớn, cấu trúc phức tạp, hiệu suất sử ụ
b bi d
ộ ến đổi thấp. Hệ thống DVR sử ụng bộ lưu trữ năng lượng có điện áp DC biến
đổ ặ ộng kém đố ới các trườ ợp lõm điệ ắ ặc lõm điệ
i ho t đ i v ng h n áp ng t quãng ho n áp
kéo dài, khó điề ển điệ ữ ạ ế ể ấ ận đượ
u khi n áp DC-link. Nh ng h n ch này có th ch p nh c do
c th d bi u
ấu trúc hệ ống đơn giản và hiệu suất sử ụng bộ ế ổ
n đ i cao. Mặt khác cả hai cấ
trúc trên đề ạt độ ấ ệ ả đố ới lõm điện áp không đố ứ
u ho ng r t hi u qu i v i x ng.
C d
ả hai cấu trúc DVR không sử ụng bộ lưu trữ năng lượng đều có ưu điểm là
c th d
ấu trúc hệ ống đơn giản, khả năng điều khiển dễ dàng, ngoài ra không sử ụng bộ
lưu trữ năng lượng nên có ưu thế ề ớ ấ ể ấ
v giá thành so v i hai c u trúc k trên. Các c u trúc
này s y ra t
ử ụng năng lượ ấ
d ng l ừ lưới để ại lõm điệ ợ ớ
bù l n áp nên thích h p v i các lõm
điệ ả ờ hưng lạ ợ ới các lõm điên áp sâu.
n áp x y ra trong th i gian dài n i không phù h p v
Ngoài ra vi ng t ng nh nh tr i v
ệc lấy năng lượ ừ lưới cũng có những tác độ ất đị ở ạ
l ới
nguồn cung cấp, việc này có thể ự ố lõm điệ ả
làm cho s c n áp x y ra nghiêm trọng hơn.
M d
ặt khác hai cấu trúc DVR không sử ụng bộ lưu trữ năng lượng cũng có những sự
khác bi t nh u trúc DVR có b i AC/DC m c phía ngu
ệ ất định, cấ ộ ế ổ
bi n đ ắ ồn không điều
khi - t l thu c lõm
ển được điện áp DC link. Điện áp này sẽ ỷ ệ ận với điện áp lõm, nếu sự ố

35. Chương 2: Bộ ục điện áp độ
khôi ph ng.
31
điện áp là không đố ứng điề ẽ có xu hướ ạ ra các dòng không đố ứ
i x u này s ng t o i x ng ta
có th i thi ng cách thay th i AC/DC th ng thành
ể ả
c ện nhược điểm này bằ ế ộ ến đổ
b bi ụ độ
b bi u khi
ộ ến đổi AC/DC điề ển được.
2.2. B i cho DVR.
ộ biế ổ
n đ
B bi i t th
ộ ế ổ
n đ là một trong những thành phần chính để ạo nên hệ ống DVR,
vi bi
ệc chọn một cấu trúc bộ ến đổi phù hợp rất cần thiết để nâng cao hiệu suất cho hệ
thống. Do DVR được kết nối nối tiếp dẫn đến việc trở kháng tăng lên gây xuất hiện
điệ ị ụ ả ổ ố ấ ộ ến đổ ả
n áp b s t gi m và t n hao không mong mu n. Các c u trúc b bi i cơ b n phù
h p v i D n này, tài li
ợ ớ VR được đưa ra trong phầ ệu [13], [16], [18].
2.2.1. B i
ộ biế ổ
n đ chỉnh lưu AC/DC.
Như đã trình bày ở ụ ấ ộ ục điện áp độ ử ụ
m c 2.1, c u trúc b khôi ph ng mà ta s d ng
trong lu u trúc DVR hai b i không s ng kho tích tr
ận văn này là cấ ộ ến đổ
bi ử ụ
d ữ năng
lượng có điể ấ ồ ở ải. Trong đó bộ ến đổ ỉnh lưu AC/DC có nhiệ
m l y ngu n phía t bi i ch m
v l th d
ụ ấy năng lượng từ lưới để cung cấp cho hệ ống DVR sử ụng để bù điện áp trong
quá trình x y ra lõm. Hình 2.5 th n b i ch u pha pha s ng cho
ả ể ệ
hi ộ ến đổ
bi ỉnh lưu cầ ử ụ
d
h th ng DVR.
ệ ố
Supply VSC
Cdc
BBĐ AC/DC
Hình 2.5: B bi i ch u ba pha s d ng cho DVR.
ộ ến đổ ỉnh lưu cầ ử ụ
Trong th , b i ch n là b u ba
ực tế ộ ế ổ
bi n đ ỉnh lưu thường được chọ ộ ỉnh lưu cầ
ch
pha do có c n. B u th n ba
ấu trúc đơn giả ộ ến đổi này cho phép đấ
bi ẳng vào lưới điệ pha,
độ đậ ạ ấ ỏ ả ặt khác điể ấ ồ ở ải nên điện áp đã
p m ch r t nh (kho ng 5%). M m l y ngu n phía t
đượ ộ ục điện áp động nên đượ ữ ổn định, do đó bộ ến đổ ỉ
c bù qua b khôi ph c gi bi i ch nh
lưu không cầ ứ ạ
n quá ph c t p.

36. Chương 2: Bộ ục điện áp độ
khôi ph ng.
32
2.2.2. B .
ộ biế ổ
n đ i nghịch lưu DC/AC
a. C b bi
ấu trúc DVR có ộ ến đổi nghịch lưu cầu ba pha kết nối với máy biến áp
kiể ở ấ
u sao/sao h (C u trúc I).
B bi
ộ ế ổ
n đ i nghịch lưu cầu ba pha kết nối với máy biến áp kiểu sao/sao hở
đượ ể ệ ệ
c th hi n trên hình 2.6, tài li u [13].
Hình 2.6 bi i ngh u ba pha k t n i v i máy bi n áp ki u sao/sao h .
: Bộ ến đổ ịch lưu cầ ế ố ớ ế ể ở
Ch s d – U
ỉ ử ụng sáu van chuyển mạch, tạo ra ba mức điện áp chèn DC/2 , 0, +
UDC/2, luôn có ba van chuy ng d n. C u trúc này có kh
ển mạch trong đườ ẫn dòng điệ ấ ả
năng tạ ần điệ ứ ự ậ ứ ự ị Để ể ạ
o ra các thành ph n áp th t thu n, th t ngh ch. có th t o ra thành
ph t -
ần thứ ự không, tụ điện phía DC link được phân tách và điểm giữa được nối tới dây
trung tính c n áp n i ti p.
ủa máy biế ố ế
b. C bi
ấu trúc DVR có bộ ến đổi nghịch lưu cầu ba pha kết nối với máy biến áp
kiể ở ấ
u tam giác/sao h (C u trúc II).
B bi
ộ ến đổi nghị ầ
ch lưu c u ba pha kết nối với máy biến áp kiểu tam giác/sao hở
đượ ể ệ ộ ến đổ ể ạ ỉ ạ ứ
c th hi n trên hình 2.7, b bi i này có 6 van chuy n m ch ch t o ra hai m c
điện áp chèn –UDC, +UDC - m
. Phía DC link chỉ ột tụ điện có điện áp dễ dàng khống chế
vì không ph u khi o cân b
ải điề ển để đảm bả ằng điện áp như sơ đồ ứ ất. Sơ đồ
th nh này
có kh o ra các thành ph n áp th n và th
ả năng tạ ần điệ ứ ự ậ
t thu ứ ự ịch trong trườ
t ngh ng
h i t không
ợp cần bù các biến cố điện áp mất cân bằng vớ ảnh hưởng của dòng thứ ự
không đáng kể ặ ấ ết đượ ặ ở ị trí lướ
ho c c u trúc liên k c đ t v i trung áp ba pha ba dây khi
đó các dòng điệ ứ ự không trong lướ ẽ được lưu thông trong các cuộ
n th t i s n dây tam
giác c n áp, tài li .
ủa máy biế ệu [13]

37. Chương 2: Bộ ục điện áp độ
khôi ph ng.
33
Hình 2.7: B bi i ngh u ba pha k t n i v i máy bi n áp ki u tam giác/sao
ộ ến đổ ịch lưu cầ ế ố ớ ế ể
h , [13].
ở
c. C bi bi t
ấu trúc DVR có bộ ến đổi nghịch lưu ba pha dùng ba bộ ến đổi cầu mộ
pha k t n i máy bi n áp ki u sao/sao h (C u trúc III).
ế ối vớ ế ể ở ấ
B bi d ch
ộ ế ổ
n đ i này sử ụng 12 van chuyển mạch và luôn luôn có 2 chuyển mạ
m chuy bi i
ỗi pha trong đường dẫn dòng điện. Với một sơ đồ ển mạch đơn cực, bộ ến đổ
có th o ra 3 m n áp chèn
ể ạ
t ức điệ –UDC/2, 0, +UDC/2 và cho k t qu là t n s
ế ả ầ ố ể
chuy n
m chuy n
ạch gấp đôi tần số ển mạch thực tế. Điều này tạo ra ít biến dạng điện áp, dẫ
đế ỡ ủ ộ ọ ể đượ ả ố
n kích c c a các b l c line-filter có th c gi m xu ng.
Hình 2.8 bi i dùng ba b bi i c t pha k i v i máy bi n áp ki u
. Bộ ến đổ ộ ến đổ ầu mộ ết nố ớ ế ể
sao/sao h .
ở, [13]
S d bi
ử ụng ba bộ ến đổi cầu một pha kết nối với ba máy biến áp một pha có thể
bơm vào thành phần điệ ứ ự ầ link như cấ
n áp th t không mà không c n tách DC- u trúc
liên k t c u 3 pha. Trong c ng d
ế ầ ấu trúc này luôn có sáu van trong đườ ẫn dòng điện,

38. Chương 2: Bộ ục điện áp độ
khôi ph ng.
34
điề ể link đơn giản, nhưng không đượ ử ụ ốt như cấ ế
u khi n DC- c s d ng t u trúc liên k t 2,
b i vì các thành ph n th t không và hài b b chuy n.
ở ầ ứ ự ậc ba sẽ ị ển vào lưới điệ
d. C bi
ấu trúc DVR có bộ ến đổi đa mức nối máy biến áp kiểu tam giác/sao hở
(Cấu trúc IV).
Hình 2.9 bi c (diode k m trung tính) n i máy bi n áp ki u tam
. Bộ ến đổi đa mứ ẹp điể ố ế ể
giác/sao h .
ở, [13]
Hình 2.9 minh h u trúc b i ba m i là b i k
ọa cấ ộ ến đổ
bi ức còn được gọ ộ ến đổ
bi ẹp
điể ấu trúc này không đượ ứ ụng cho DVR, nhưng nó là nề
m trung tính, tuy c c ng d n
t d i
ảng để hướng tới việc ứng dụng các bộ biến đổi đa mức sử ụng cho DVR. Những lợ
ích c c là có th ng h p t
ủa bộ ến đổi đa mứ
bi ể ạo ra điện áp cao hơn từ ệ
t vi c tổ ợ ừ ữ
nh ng
thiết bị có điện áp định mức thấp, giả ộ
m đ méo dạng tổng thể do sóng hài (THD) và
yêu cầ ề ộ ọ ấ ộ ến đổ
u v b l c. Trong c u trúc b bi i đa mứ ỗ ể ổ ợ
c này m i pha có th t ng h p ba
mức và do biến áp kiểu tam giác điện áp ở bên sơ cấp được tổng hợp với năm mức
điệ ộ ến đổ ể ần điệ ứ ự ế ố ớ
n áp. B bi i không th bù thành ph n áp th t không khi k t n i v i máy
bi bi
ến áp. Bộ ế ổ
n đ i ba mứ ẹp điể ở
c có 6 diode k m trung tính, 12 IGBT và 12 diode
m i nhánh.
ỗ
2.2.3. So sánh các c và k t lu
ấu trúc ế ận.
Có 4 c u trúc b i s I và
ấ ộ ến đổi chính được đưa ra so sánh ở đây, bộ ến đổ
bi bi ố
s t
ố III có thể đảm bảo bù được thành phần điện áp thứ ự không, điều này sẽ gây khó
khăn trong việc điề ể ụ ấ ố ố ứ ạp hơn hai ấ
u khi n t DC-link. C u trúc s III và s IV ph c t c u
trúc còn l i, vi c có nhi u thành ph n trong c n hao. M t khác
ạ ệ ề ầ ấu trúc làm tăng thêm tổ ặ
điề ạ ế ự ằ ằ ả năng xử ấ ệ ấ ầ
u này còn h n ch s cân b ng b ng kh lý công su t cao và hi u su t t n

39. Chương 2: Bộ ục điện áp độ
khôi ph ng.
35
s chuy
ố ển mạch tăng gấp đôi. Tuy vậ ộ ọ ể đượ ảm đi, điề
y b l c line filter có th
- c gi u này
có tác đ c đ
ộ ự
ng tích c ến kích thước của bộ ọ ụ độ ẫn đế ả ổ ọ
l c th ng d n gi m t n hao khi l c
và chi phí.
2.3 i DVR v n.
. Phương pháp kết nố ới lưới điệ
Khi x t s n áp, DVR s
ảy ra mộ ự ố lõm điệ
c ẽ đưa một điện áp chèn vào lưới để bù
lại lõm điện áp, điều này yêu c n gi i v i b i ngu n áp
ầ ệ ệ
u vi c cách ly đi ữa lướ ớ ộ ến đổ
bi ồ
(VCS) c t n i ngu
ủa DVR. Hai phương pháp đượ ở đây đó là, kế
c đưa ra ối bộ ến đổ
bi ồn
áp gián ti p thông qua máy bi n áp ho i tr c ti p thông qua máy bi n áp, tài
ế ế ặc kết nố ự ế ế
li .
ệu [13], [16], [18]
2.3.1. C i thông qua máy bi
ấu trúc DVR có bộ biế ổ
n đ i nối lướ ến áp.
S d th chuy b
ử ụng máy biến áp tần số ấp (50/60Hz) để ển tiếp điện áp chèn từ ộ
bi bi hi 10
ến đổi nguồn áp là phương pháp rất phổ ến, được thể ện trên hình 2. . Phương
pháp này có nh ng l
ữ ợi thế sau đây:
• T l bi s
ỷ ệ máy biến áp có thể được chọn thay vì tùy ý, qua đó bộ ến đổi có thể ử
d n áp nh i.
ụng điệ ỏ hơn so với lướ
• Máy bi o c n (BIL) cho DVR.
ến áp đảm bả ấp cách điện cơ bả
• Máy biế ể đượ ử ụng như là mộ ầ ọ ủ ộ ọ ầ
n áp có th c s d t ph n quan tr ng c a b l c đ u ra,
ho th nh bi
ặc điện cảm ứ ất gần bộ ến đổi hoặc một cuộn cảm gần với tải trong cấu trúc
b l c LCL.
ộ ọ
• C bi t r t n v
ấu trúc bộ ến đổi liên kế ấ đơn giả chỉ ới sáu van chuyển mạ ạ
ch ho t
động đượ ử ụng để chèn điện áp vào lướ ẫn đế ệc điề ể ẽ đơn giản hơn.
c s d i, d n vi u khi n s
• Ch c t t -link cho m ch n p và m u khi n áp DC-link.
ỉ ẩn mộ ụ DC ạ ạ ạch điề ển điệ
Hình 2.10: Ví d v c u trúc DVR có b i n i thông qua máy bi n áp, [13]
ụ ề ấ ộ biến đổ ối lướ ế

40. Chương 2: Bộ ục điện áp độ
khôi ph ng.
36
Tuy v ng máy bi
ậy việc sử ụ
d ến áp cũng có nhữ ấ ợ ất định như việ
ng b t l i nh c chế
tạo máy biến áp nối tiếp được đặt kín cố định trong vỏ do có thiết kế khác biệt với các
biến áp song song và điện áp định mức cũng khác nhau đối với từng yêu c u c
ầ ủa điện
áp chèn vào. Do v ng bi n áp t n s n và giá thành cao.
ậy nhữ ế ầ ố ấp này có kích thướ
th c lớ
Bên c i gián ti p thông qua máy bi n áp có th
ạnh đó, việc nối lướ ế ế ể làm băng thông của
h th h
ệ ống DVR bị ạn chế do biến áp nối tiếp có dạng phi tuyến và tổn thất năng lượng
l n.
ớ
2.3.2. C u trúc DVR có b i tr
ấ ộ biế ổ
n đ i nối lướ ực tiếp.
V m thu
ề ặt kỹ ật, việc kết nối trực tiếp là phương pháp phù hợp nhất đối với các
thi n p
ết bị ối tiế , những thiết bị mà chỉ trao đổi công suất phản kháng với lưới điện, bởi
vì vi u ph link riêng bi t. Hình 2.
ệc trao đổi công suất yêu cầ ải n p vào ba t
ạ ụ -
DC ệ 11 sẽ
đưa ra ví dụ ề ộ ấ ộ ế ổ ối lướ ự ế ệ
v m t c u trúc DVR có b bi n đ i n i tr c ti p, tài li u [13], [16],
[18]:
Hình 2.11: Ví d v m t c u trúc DVR có b i n i tr c ti p, [13].
ụ ề ộ ấ ộ biến đổ ối lướ ự ế
Vi d gi
ệc sử ụng cấu trúc nối lưới trực tiếp sẽ ả ợ
m đư c máy biến áp, dẫn đến thu
g t th t
ọn lại được cấu trúc DVR, giá thành chế ạo sẽ ấp đi và khối lượng gọn nhẹ. Mặ
khác, vi ng c u trúc này s ng h i thi n b
ệc sử ụ
d ấ ẽ làm đặc tính độ ọc được cả ệ ởi băng
thông không b m do máy bi ng c n th n áp và thành
ị ả
gi ến áp và các ảnh hưở ủa tổ ất điệ
ph bi
ần phi tuyến được loại bỏ. Tuy vậy sẽ làm cho việc bảo vệ các bộ ến đổi trở nên
ph t
ức tạp hơn, yêu cầu mứ ả
c cách ly cơ b n và cách ly với đất phải đượ ả
c đ m bảo tố
hơn.

41. Chương 2: Bộ ục điện áp độ
khôi ph ng.
37
2.4. H th o v cho DVR và m t s t b khác trong h th ng DVR.
ệ ống bả ệ ộ ố thiế ị ệ ố
2.4.1. B o v
ả ệ ngắn mạch
Phương pháp bả ệ ắ ạch BBĐ trong hệ ố ể đượ ế ậ
o v ng n m th ng DVR có th c ti p c n
theo hai hướng đó là phương pháp thụ động và phương pháp tích cự ệ
c, tài li u [12],
[13]:
• Các phương pháp thụ độ ảnh hưởng đến dòng điệ ắ ạ ự
ng: Không n ng n m ch d a
trên vi nó không ch
ệc rẽ ạch dòng điện lưới để
m ạy qua các phầ ử ạ
n t nh y cảm. Phương
pháp b o v n và ph n nh t là d a trên s ng thay th
ả ệ đơn giả ổ ế
bi ấ ự ự đảm bảo đườ ế cho
dòng điện lướ ạo đườ ố ắ ế ố ế
i, t ng n i t t bi n áp n i ti p, hình 2.12:
Hình 2.12 b o v th th ng ng n m ch bi n áp n i ti p
: Sơ đồ ả ệ ụ động hệ ố ắ ạ ế ố ế
M h th h th ng
ạch bảo vệ ệ ống DVR phải hoạt động không chậm trễ, bảo vệ ệ ố
đế ờ ả ệ lưới tác động. Do đó, bộ ể ạ ả ử ụ ệ
n th i gian b o v chuy n m ch ph i s d ng các linh ki n
bán d n, ví d hai thyristor SCR m c.
ẫ ụ ắc song song ngượ
Bi bi
ến áp chèn được mắc nối tiếp, là làm việc tương tự như bộ ến đổi dòng điện
(bi bi h
ến dòng). Cũng vì lẽ đó trong hoạt động bảo vệ phía bộ ến đổi không thể để ở
m ch.
ạ
Hình 2.13 b o v h th i
: Sơ đồ ả ệ ệ ống biến đổ

42. Chương 2: Bộ ục điện áp độ
khôi ph ng.
38
Trên hình 2. i thi o v ng cách r ch b
13 giớ ệu một phương pháp bả ệ ằ
b ẽ ạ
m ộ ế
bi n
đổ ạ ả ệ ồ ắ ớ ộ ể ạ ở
i. M ch b o v g m varistor m c song song v i b chuy n m ch thyristor phía
cuộ ứ ấ ủ ế ố ế ệ ứ ụng là trong khi dòng điệ ắ ạ
n th c p c a bi n áp n i ti p. Hi u ng áp d n ng n m ch
chạy qua máy biế ến áp đi vào trạ ạ
n áp, làm lõi bi ng thái bão hòa, trong tình tr ng này
điệ đầ ộ ứ ấ ế ị ạ ị ớn, đồ ờ
n áp trên hai u cu n th c p bi n áp b méo d ng và có giá tr l ng th i lúc
này hệ ống điề ển đo dòng điện trong nhánh varistor đượ ị ế
th u khi c xác đ nh và n u nó
vượ ị ớ ạ ất đị ạ ở thyristor, dòng điệ
t quá giá tr gi i h n nh nh, thì t o ra các xung kích m n
ng m
ắn mạch chạy qua các thyristor rẽ ạch cho tới khi bảo vệ lưới tác động. Chỉ có bộ
bi ch.
ến đổi được bảo vệ, biến áp chèn phải được thiết kế có tính đến dòng ngắn mạ
Thi m ki
ết kế ạch bảo vệ ểu này cần thiết phải chọn hợp lý varistor về phương diện giá
tr ng t xung quanh.
ị năng lượ ỏa ra
• Các phương pháp tích cự ảnh hưởng đến dòng điệ ắ ạch, nó đượ
c: Có n ng n m c
thực hiện bằng việc điều khiển thích hợp các chuyển mạ ủ ộ ến đổ ạ
ch c a b bi i sao cho h n
chế dòng điện chạ ự tăng lên quá mức điệ ụ
y qua và không cho phép s n áp trên các t
điệ ủ ộ ến đổ
n phía DC c a b bi i.
Hình 2.14 n trong tr ng thái ng n m ch: a) Tr ng thái OFF khi
: Đường đi dòng điệ ạ ắ ạ ạ
ng t m t c các chuy n m ng thái NULL các chuy n m n
ắ ạch tấ ả ể ạch BBĐ, b) Trạ ể ạch ngắ
m ch phía AC c
ạ ở ủa BBĐ
2.4.2. B o v h m i
ả ệ ở ạch lướ
H th th
ệ ống DVR có thể coi là nguồn năng lượng bổ sung trong hệ ống khi có
biến cố lõm điệ ể ệc đúng nế ở ạch phía lướ ồ ặ
n áp, nó không th làm vi u h m i ngu n ho c
phía t ng h p h ch ngu n, thông qua t i bên c nh chi n s
ả Trườ
i. ợ ở ạ
m ồ ả ạ ều dòng điệ ẽ ngược

43. Chương 2: Bộ ục điện áp độ
khôi ph ng.
39
l 15 k h m
ại, hình 2. a. Để ịp thời bảo vệ ở ạch phả ệ ời điể ả
i phát hi n th m x y ra hở ạ
m ch.
Ch i
ỉ riêng đo điện áp có thể là không đủ, do có hồi tiếp giữa các pha qua biến áp lướ
ho h m
ặc các tải bên cạnh. Trong trường hợp này sự ở ạch trong một pha có thể coi như
s gi chi
ự ả ệ
m đi n áp. Giải pháp là khống chế ều chuyển công suất, nếu xảy ra thay đổi
chi u, h th ng DVR ph c ng t, tài li ].
ề ệ ố ải đượ ắ ệu [13
Hình 2.15: Các tình tr ng h ng hóc v i s t c a h th m ch
ạ ỏ ớ ự có mặ ủ ệ ống DVR: (a) hở ạ
phía ngu n, (b) ng n m ch phía ngu s n áp ph thu c vào
ồ ắ ạ ồn, trong đó k là hệ ố chia điệ ụ ộ
tr kháng các t i
ở ả
N th
ếu một trong các chức năng của hệ ống DVR là đảm bảo tính liên tục của
ngu d th
ồn, cần sử ụng hệ ống các chuyển mạch với mục đích thay cấu trúc nguồn của
tải được bảo vệ, ngắt mạch nó khỏi lưới nguồn và đảm bảo đường chạy hợp lý của
dòng điệ ệ ố ải đượ ả ệ
n trong vòng h th ng DVR, t c b o v .
Hình 2.15 ng h p ng ch phía ngu th ng s c
b là trườ ợ ắn mạ ồn điện áp Us ≈ 0 hệ ố ẽ ố
g nh trên t i thông qua các m ch hình thành qua các t i bên
ắng duy trì điện áp danh đị ả ạ ả
c nh ho c các nhánh ng ch.
ạ ặ ắn mạ
2.4.3. B l
ộ ọc tần số chuyển mạch.
Để ả ệ ạng điệ ạ ở ộ ến đổi ngườ ử ụ ộ ọ
c i thi n d n áp chèn t o ra b i b bi i ta s d ng b l c
th l d
ụ động. Bộ ọc thường được sử ụng là mạch cộng hưởng LC. Tuy nhiên cũng xuất
hi nh d l ,
ện những vấn đề ất định khi sử ụng bộ ọc loại này như sau tài liệu [13], [22],
[24]:
- bi i
Các trạng thái không xác lập trong điện áp và dòng điện của bộ ế ổ
n đ i, của tả
ho u
ặc trong đường nguồn có thể làm mạch LC dao động cộng hưởng. Hiệ ứng tương
t có th i.
ự ể gây ra các hài bậc cao trong điện áp lướ
- Các ph n t c l c gây thêm s gi n áp và t n hao công su ng.
ầ ử ủa bộ ọ ự ảm điệ ổ ất tác dụ