Hiện nay, tụ bù một trong những thiết bị điện tử không thể thiếu trong hệ thống điện. Nhằm giảm thiểu được chi phí sử dụng điện thì tụ bù sẽ giúp nâng cao hệ số công suất phản kháng. Vậy bạn đã biết được những thông tin cơ bản gì về Nguyên lý hoạt động của tụ bù trong hệ thống điện? Đừng lo bài viết dưới đây giúp bạn tìm hiểu thêm về tủ tụ bù.
Tủ tụ bù là gì?
Tụ bù hay tụ bù điện, tụ bù công suất, tụ bù công suất phản kháng, tụ bù cos phi là nhóm vật dẫn đặt cạnh nhau và tách biệt bằng lớp điện môi cách điện. Thiết bị này có tác dụng tích tụ và phóng đi nguồn điện trong mạch điện.
Tủ tụ bù có khả năng tích điện tại một hiệu điện thế nhất định (điện dung) nhằm nâng cao hệ số công suất cosφ trong các hệ thống điện công nghiệp. Thiết bị có tác dụng tiết kiệm điện và tránh bị cơ quan điện lực phạt tiền vượt công suất phản kháng cho phép. Vì vậy, việc lắp tủ tụ bù là điều cần thiết, giúp tiết kiệm và giảm được tiền điện đóng cho cơ quan điện lực. cơ quản
Phân loại tủ tụ bù
Hiện nay tủ tụ bù được phân loại theo nhiều cách khác nhau, dựa vào cấu tạo hoặc điện áp: Trong đó, tủ tụ bù phân loại theo cấu tạo gồm có tụ bù khô và tụ bù dầu.
- Tủ tụ bù khô: có dạng bình tròn thon dài, thiết kế nhỏ nhắn, gọn gàng, khối lượng nhẹ nên dễ dàng lắp đặt, thay thế khi cần thiết và chiếm ít không gian. So với tụ điện dầu, tụ bù bù khô rẻ hơn, được ứng dụng cho các hệ thống bù công suất nhỏ và cho chất lượng điện tương đối tốt.
- Tụ bù dầu: có dạng bình hình chữ nhật, có độ bền tốt hơn tụ bù khô. Loại này được ứng dụng cho tất cả các hệ thống tụ bù, nhất là những hệ thống điện có công suất lớn và chất lượng điện xấu.
Tủ tụ bù phân loại theo điện áp gồm có tụ bù hạ thế 1 pha và tụ bù hạ thế 3 pha.
- Tụ bù hạ thế 1 pha: cung cấp cho các loại điện áp 230V, 250V.
- Tụ bù hạ thế 3 pha: cung cấp cho các loại điện áp 230, 380, 400, 415, 440, 525, 660, 690, 720, 1100V và thông dụng nhất là điện áp 415V và 440V.
Trong đó, tụ bù 415V dùng ở các hệ thống điện áp ổn định duy trì mức điện áp khoảng 380V còn tụ bù 440V sử dụng tại các hệ thống điện áp cao hơn.
Nguyên lý làm việc của tụ bù
Tụ bù quan trọng như thế nào trọng hệ thống điện?
Trước khi vào chuyên mục chính là nguyên lý làm việc của tụ bù thì cần hiểu rõ tụ bù quan trọng thế nào. Như các bạn đã biết thì tụ bù là một phần quan trọng như hệ thống điện. Tủ điện tụ bù công suất phản kháng sẽ bao gồm các tụ bù điện mắc song song với tải. Thông qua thiết bị đóng cắt contactor thì tu bu được điều khiển bằng một bộ điều khiển tụ bù tự động. Tụ bù có công suất phản kháng. Và đặc biệt có chức năng chính là nâng cao hệ số công suất cos phi và từ đó giúp giảm công suất phản kháng.
Nhằm giảm tổn thất điện năng ở mức tốt nhất và giúp tiết kiệm chi phí. Chính vì lý do đó, mà người sử dụng sẽ hạn chế hoặc không phải đóng tiền phạt công suất phản kháng. Muốn lắp đặt hay thi công tụ bù trước hết cần nắm rõ nguyên lý làm việc của tụ bù mà ta có sau.
Nguyên lý vận hành và làm việc của tụ bù
Tụ bù chính là một thiết bị điện tử vô cùng quan trọng trong ngành công nghiệp. Tụ điện bù mang lại rất nhiều lợi ích cả về kinh tế và còn tiết kiệm điện năng.
Tụ bù là một trong những loại thiết bị có chức năng là nâng cao hệ số công suất cos phi. Nó là thiết bị vô cùng cần thiết trong hệ thống điện.
- Công suất điện được truyền từ nguồn đến tải. nó bao gồm 2 thành phần đó là công suất tác dụng và phản kháng. Ta có thể thấy công suất tác dụng là phần công suất sinh ra công hữu ích cho thiết bị và có đơn vị là W hay KW.
- Tụ bù công suất phản kháng là phần công suất không sinh ra công hữu ích sinh ra trong quá trình biến đổi điện năng. Hoặc từ năng lượng điện sang chính năng lượng điện có đơn vị tính là VAR hoặc KVAR.
Công thức tính tụ bù trong hệ thống điện
Tất cả các nhu cầu về công suất phản kháng và tác dụng về tải phải luôn đáp ứng được đầy đủ. Thì công suất mới có thể hoạt động được ở mức tốt nhất. Tổng hợp của hai công suất này được gọi là công suất biểu kiến đơn vị VA hoặc KVA. Tất cả ba loại công suất này đều có một mối quan hệ mật thiết thông qua công thức sau:
P= S. cosϕ.
S2 = P2 + Q2 .
Q = S. sinϕ.
Trong đó:
- P là công suất tác dụng của tụ bù.
- Q là công suất phản kháng thiết bị tụ bù.
- S là công suất biểu kiến.
Ta có thể thấy được hệ số cos ϕ càng nâng lên thì tải sẽ sinh ra càng nhiều công. Ngoài ra khi sử dụng tụ bù, nguồn chỉ cung cấp một phần công suất phản kháng. Phần còn lại do tụ bù sẽ tự động thêm vào từ đó giúp công suất tác dụng sẽ ngày càng được đẩy lên mức cao hơn.
Sau đó sẽ bắt đầu xét đến việc truyền tải điện năng trong hệ thống điện. Dòng điện sẽ làm cho dây dẫn bị nóng lên và gây ra hiện tượng sụt áp trên đường dây tải điện. Ta thấy công suất biểu kiến tỉ lệ với dòng điện nên khi được sử dụng tụ bù để bù vào phần công suất phản kháng.
Nguyên lý và tính năng khi làm việc của tụ bù trong hệ thống điện
- Khi đường dây chỉ truyền tải dòng điện của công suất tác dụng nên sẽ mát hơn.
- Tụ bù sẽ bao gồm nhiều bước tụ và mỗi bước đều được điều khiển bằng cotactor. Và việc đóng mở contactor sẽ thay đổi số lượng của tụ bù vận hành song song.
- Tụ bù còn có chức năng làm tăng hệ số công suất. Bằng cách sử dụng tụ bù làm nguồn phát công suất phản kháng.
- Có thể chấp nhận đường dây phát ra nguồn điện ở mức cao. Hiện tại thì có thể bắt đường dây tải nhiều hơn.
- Ta có thể thấy tụ bù công suất phản kháng sẽ được sử dụng cho tất cả các hệ thống điện. Ngoài ra còn được sử dụng cho các phụ tải có tính cảm kháng cao. Đa phần tụ bù được lắp đặt tại khu vực trạm biến áp hoặc phòng kỹ thuật điện. Đặc biệt cho các công trình công nghiệp như: xưởng nghiệp, cao ốc, nhà máy, …
Lưu ý: Tụ bù có thể điều khiển bằng tay hoặc tự động.Tụ bù được thiết kế có hệ thống quạt thông gió giúp thoát nhiệt tốt và làm mát tủ.
Công thức tính dung lượng tụ bù chuẩn xác nhất
Để tính được dung lượng tụ bù, ta cần xác định đúng hệ số công suất Cosφ và công suất của P
Trong đó. P là công suất của tải.
- Hệ số công suất của tải truocs khi bù là Cosφ1 → φ1 → tgφ1 (trước khi bù, cosφ1 nhỏ còn tgφ1 lớn).
- Hệ số công suất của tải sau khi bù là Cosφ2 → φ2 → tgφ2 (sau khi bù, cosφ2 lớn còn tgφ2 nhỏ).
- Khi đó, công suất phản kháng cần bù là Qb = P*(tgφ1 – tgφ2).
Ví dụ: Công suất tải là P = 100 (kW).
- Hệ số công suất của tải trước khi bù là cosφ1 = 0.75 → tgφ1 = 0.88.
- Hệ số công suất của tải sau khi bù là Cosφ2 = 0.95 → tgφ2 = 0.33.
- Suy ra, công suất phản kháng cần bù là Qb = P*(tgφ1 – tgφ2) = 100*(0.88 – 0.33) = 55 (kVAr).
Hy vọng những thông tin mà thegioidienco.vn chia sẻ trên đây sẽ giúp bạn hiểu tủ tụ bù là gì và những ứng dụng quan trọng của chúng trong thực tế. Qua đây mong rằng bạn sẽ biết cách sử dụng điện hiệu quả, tiết kiệm nguồn năng lượng và chi phí cho doanh nghiệp.
