Tụ bù là thiết bị phổ biến và vô cùng hữu ích trong hệ thống điện công nghiệp. Mặc dù mang tính phổ biến cao nhưng không phải ai cũng hiểu rõ về cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như cách tính tụ bù công suất phản kháng chính xác. Chính vì thế, trong khuôn khổ bài viết dưới đây, Nam Phương Việt sẽ gửi đến bạn đọc những thông tin quan trọng cùng cách tính tụ bù công suất ngay sau đây.
Tổng quan về tụ bù công suất phản kháng
Tụ bù công suất là thiết bị điện dùng để nâng cao hệ số công suất phản kháng trong hệ thống điện công nghiệp. Nhằm mục đích chính là tiết kiệm điện và hạn chế tình trạng bị phạt do lỗi vượt công suất phản kháng cho phép. Dưới đây là thông tin chi tiết về cấu tạo cũng như nguyên lý làm việc của tụ điện bù công suất phản kháng.
Cấu tạo tụ bù
Tụ bù công suất có cấu tạo khá đơn giản gồm hai bản cực kim loại được cách điện thông qua nhiều lớp giấy. Tất cả được cố định trong một lớp vỏ nhôm hàn kín, bên ngoài phủ thêm lớp nhựa còn hai đầu bản cực lộ ra bên ngoài để dễ dàng kết nối với lưới điện.
Nguyên lý hoạt động tụ bù công suất
Tụ bù công suất hoạt động dựa trên độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện, nếu như nhỏ hơn giá trị cài đặt (thông thường là 0.95) để tự động đóng cắt tụ bù có đến khi đạt được trị số như yêu cầu và giữ cho hệ số công suất luôn trong khoảng giá trị cài đặt.
Các loại tụ bù
Hiện nay chúng ta có các loại tụ bù phổ biến sau:
Phân loại tụ bù công suất theo điện áp:
- Tụ bù hạ thế 1 pha
- Tụ bù hạ thế 3 pha
Phân loại tụ bù công suất theo vật liệu cấu tạo:
- Tụ bù khô
- Tụ bù dầu
Tụ điện bù công suất phản kháng có tác dụng gì?
Dưới đây là những lợi ích thực tiễn của tụ bù công suất phản kháng:
Tụ bù công suất giúp tăng công suất máy biến áp
Từ công thức S=U*I có thể thấy rõ, dung lượng máy biến áp gồm có 2 phần là P và Q. Do đó, nếu ta bù tốt thì S gần như sẽ bằng P giúp tăng công suất máy biến áp.
Tăng khả năng mang tải của đường dây
Dòng điện sẽ chạy trên đường dây gồm 2 thành phần là phản kháng và tác dụng. Do đó, khi ta đặt tụ bù ở cuối đường dây thì dòng phản kháng sẽ bớt. Từ đó cho phép đường dây tải thêm dòng tác dụng.
Giảm hiện tượng sụt áp trên hệ thống điện
Trên thực tế, tổn hao điện áp do 2 thành phần gây ra. Chúng ta không thể tác động đến công suất tác dụng nhưng chúng ta có thể giảm được công suất phản kháng. Do đó, khi đường dây bị kéo quá xa sẽ khiến cho điện áp cuối đường dây bị sụt giảm làm cho động cơ không khởi động được, dễ dàng phát nóng và bốc cháy. Khi đó, bạn nên bù từ 0.98 đến 1 là hợp lý.
Giảm tổn hao do công suất phản kháng
Giảm tổn hao công suất sẽ dẫn đến giảm tổn thất điện năng, hiểu đơn giản là giảm tiền điện. Trường hợp này xảy ra khi đường dây bị kéo quá xa còn công tơ nhà nước lại tính ở đầu trạm, lúc này, chúng ta nên bù gần như tối đa 0.95 để giảm tổn thất điện năng.
Tránh chi phí mua công suất vô công
Khi lắp đặt tụ bù trong tủ điện nhằm nâng cao hệ số cos phi từ 0.86 lên 0.95 sẽ giúp người sử dụng tránh được chi phí mua công suất vô công.
Tăng hệ số công suất cosφ
Tụ bù giúp nâng cao hệ số công suất cosφ để giúp người dùng không bị phạt tiền công suất vô công.
Cách tính tụ bù công suất
Để tính được tụ bù công suất, chúng ta cần biết được công suất P của tải đó và hệ số công suất cosφ của tải. Để dễ hiểu hơn, chúng ta cùng đến với ví dụ sau:
- Giả sử công suất của tải là P
- Hệ số công suất của tải là Cosφ1 → φ1 → tgφ1 (hệ số Cosφ1 trước khi bù nhỏ còn tgφ1 lớn)
- Hệ số công suất sau khi bù Cosφ2 → φ2 → tgφ2 (sau khi bù, Cosφ2 lớn sẽ còn tgφ2 nhỏ).
- Công suất phản kháng cần bù được tính theo công thức: Qb= P*(tgφ1 – tgφ2).
Mong rằng bài viết đã giúp bạn đọc hiểu rõ hơn tác dụng của tụ bù công suất phản kháng trong hệ thống điện cũng như cách tính tụ bù công suất. Qua đó có thể lựa chọn những thiết bị phù hợp nhất cho hệ thống điện của mình.
