Trong thực tế hoạt động và vận hành của ngành điện, tủ tụ bù là thiết bị quan trọng khi cần dùng thiết bị để tích điện và phóng điện trong mạch điện. Có nhiều loại tủ tụ bù khác nhau và tùy theo thực tế thiết bị để lựa chọn loại tụ bù phù hợp.
Vậy tủ tụ bù là gì? Cấu tạo tủ tụ bù và phân loại tụ bù như thế nào? Hãy cùng Thiết bị điện Haky tìm hiểu qua bài viết này.
Table of Contents
I. 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
II. Cấu tạo của tụ bù
Tụ bù thường có cấu tạo gồm 2 bản cực được làm từ các lá nhôm dài và đặt cách nhau bởi một lớp điện môi cách điện làm bằng giấy ngâm dung dịch cách điện. Sau đó, toàn bộ tụ bù này được cố định trong một bình hàn kín, chỉ để hai đầu của 2 bản cực lộ ra ngoài.
III. 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.
>>> TỦ ĐIỆN LÀ GÌ? CẤU TẠO & PHÂN LOẠI CÁC LOẠI TỦ ĐIỆN HIỆN NAY
IV. Nguyên lý hoạt động của tủ tụ bù
Tụ bù là một loại thiết bị điện với tác dụng nâng cao hệ số công suất cosϕ. Công suất truyền từ nguồn đến thiết bị sử dụng gồm 2 thành phần là công suất tác dụng và công suất phản kháng. Trong đó, công suất phản kháng là công suất không sinh ra công hữu ích trong quá trình biến đổi điện năng thành năng lượng khác hoặc từ năng lượng điện sang năng lượng điện. Công suất phản kháng có đơn vị là VAR hoặc KVAR.
Bên cạnh đó, công suất tác dụng và công suất phản kháng phải đáp ứng đủ thì thiết bị sử dụng mới có thể hoạt động tốt được. Tổng hợp của 2 công suất này được gọi là công suất biểu kiến, có đơn vị VA hoặc KVA và 3 công suất này có mối quan hệ mật thiết với nhau:
- S2 = P2 + Q2
- P = S. cosϕ
- Q = S. sinϕ
(S là công suất biểu kiến, P là công suất tác dụng và Q là công suất phản kháng)
Hệ số cos ϕ càng cao thì thiết bị sử dụng sẽ tạo ra càng nhiều công. Khi dùng tụ bù, nguồn chỉ cấp một phần công suất phản kháng và phần còn lại sẽ được tụ này bù thêm vào. Từ đó, công suất tác dụng thiết bị sẽ được tăng lên.
Khi truyền tải điện năng, dòng điện sẽ làm dây nóng lên và tạo ra một lượng sụt áp trên đường dây tải điện. Dòng điện tỉ lệ với công suất biểu kiến nên việc sử dụng tụ bù để bù vào phần công suất phản kháng sẽ mang đến tác dụng làm mát, tăng hệ số công suất (cosϕ) và truyền tải điện năng tốt hơn.
V. Ưu điểm của tủ tụ bù
Tủ tụ bù có tác dụng tăng hệ số cos phi, từ đó làm giảm tiền phạt do công suất vô công gây ra. Đồng thời, nó còn cho phép doanh nghiệp sử dụng máy biến áp, thiết bị đóng cắt và cáp nhỏ hơn, làm nhẹ tải cho máy biến áp, giảm tổn thất điện năng và sụt áp trong mạng điện.
Bên cạnh đó, hệ số cos phi (hệ số công suất) cao còn giúp hệ thống tối ưu hóa các phần tử tham gia cung cấp điện năng. Lúc này, những thiết bị điện không phần phải định mức dư thừa. Tuy nhiên, bạn cần đặt tụ bù cạnh những phần tử của thiết bị tiêu thụ công suất hư kháng để đạt được kết quả tốt và an toàn nhất.
V. Ứng dụng của tủ tụ bù
Tủ tụ bù được sử dụng rộng rãi trong các mạng điện hạ thế, hệ thống điện sử dụng các phụ tải có tính cảm kháng cao. Tủ tụ bù thường được lắp đặt tại phòng kỹ thuật hay tại khu vực trạm máy biến áp của nhiều công trình công nghiệp và dân dụng như nhà máy, trung tâm thương mại, xưởng công nghiệp, cao ốc văn phòng, chung cư, bệnh viện,..
VII. Cách lắp đặt tủ tụ bù giúp tiết kiệm điện năng
Mỗi cơ sở sản xuất sẽ có phương pháp và cách lắp tụ bù để tiết kiệm điện năng tương ứng.
– Các cơ sở sản xuất nhỏ:
- Đặc điểm: công suất tiêu thụ điện thấp, công suất phản kháng thấp, các thiết bị tạo ra sóng hài bé nên không cần thiết bị lọc sóng hài. Do đó, đơn vị có thể lắp hoặc không lắp tụ điện tụ bù tùy vào khả năng kinh tế.
- Phương pháp: áp dụng cách bù tĩnh hay còn gọi bù nền để bù công suất phản kháng với mức chi phí thấp nhất. Tủ tụ bù này có cấu tạo khá đơn giản, nhẹ gồm: Vỏ tủ (500x350x200mm), 1 Aptomat để tắt bật và 1 tụ bù công suất bé 2.5, 5, 10kVAr.
Các cơ sở sản xuất vừa:
- Đặc điểm: công suất tiêu thụ điện năng ở mức trung bình, công suất phản kháng ở mức vừa phải và các thiết bị tạo ra sóng hài bé nên không cần thiết bị lọc sóng hài.
- Phương pháp: lắp tủ điện tụ bù nhiều cấp, bao gồm tụ bù thủ công (đóng ngắt bằng tay) và tụ bù tự động (có bộ điều khiển tự động).
- Tuy nhiên, phương pháp đóng ngắt bằng tay thường tốn nhiều thời gian, độ chính xác thấp, không nhanh, kịp thời và mất công cho người vận hành. Trong khi đó, bù tự động có bộ điều khiển khi vận hành sẽ tự tính toán đóng ngắt để phù hợp, chế độ đóng ngắt luân phiên nhau, giúp cân bằng thời gian vận hành và kéo dài tuổi thọ của các thiết bị.
- Bộ điều khiển khá đa dạng từ loại 4 cấp đến 14 cấp. Một hệ thống tủ bù tự động tiêu chuẩn sẽ bao gồm: vỏ tủ chiều cao 1m – 1.2m, bộ điều khiển tụ bù tự động, aptomat từng cấp tụ bù, aptomat tổng, tụ bù, contactor đóng ngắt tụ bù được kết nối với bộ điều khiển, đèn báo pha, đồng hồ đo Volt, ampe, tủ tụ bù tiết kiệm điện.
Các cơ sở sản xuất lớn:
- Đặc điểm: công suất tiêu thụ điện năng lớn, thường phải có trạm biến áp được lắp đặt riêng đảm bảo độ ổn định. Một vài thiết bị khi hoạt động sẽ sinh sóng hài nên cần có biện pháp lọc sóng hài để bảo vệ tụ bù.
- Phương pháp: lắp đặt tụ bù tự động nhiều tụ công suất lớn, đồng thời lắp thêm bộ phận lọc sóng hài để tránh cháy nổ tụ bù và bảo vệ được tụ bù.
VIII. 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).
IX. Cách kiểm tra dung lượng tụ bù
Để kiểm tra dung lượng của tủ tụ bù, bạn có thể sử dụng đồng hồ vạn năng KYORITSU (FLUKE) hoặc ampe kềm. Trong đó
- Đối với đồng hồ vạn năng: Bạn tắt bật 2 pha, đo pha còn lại, lấy giá trị thu được chia đôi sẽ ra dung lượng 1 pha ghi trên nhãn. Sau đó, bạn tiến hành đo các cặp cực còn lại để được dung lượng 3 pha.
- Đối với ampe kềm: Bạn đo dòng điện lúc tụ đang vận hành, rồi so sánh với dòng điện chuẩn để xác định rõ chất lượng tụ. Cách đo gián tiếp này khá đơn giản nhưng mang lại kết quả chính xác cao.
X. Hướng dẫn cách lựa chọn tụ bù
Để lựa chọn tụ bù phù hợp, mang lại hiệu quả tối ưu và tiết kiệm chi phí, bạn cần xác định rõ loại điện áp hợp lý, loại tủ sử dụng sử dụng: tụ khô hay tụ dầu, hãng sản xuất và mức giá giữa các hãng…
XI. Tư vấn giải pháp, lắp đặt tủ tụ bù tại thiết bị điện Haky
Thiết bị điện Haky chuyên cung cấp các loại tủ tụ bù được sản xuất theo quy trình nghiêm ngặt chuẩn quốc tế. Ngoài ra, đơn vị còn sở hữu những chuyên gia đầu ngành cùng đội ngũ nhân viên có trình độ chuyên môn cao, có thái độ làm việc tận tâm và hợp tác.
Không những thế, tại Thiết bị điện Haky, khách hàng có thể mua, đặt hàng số lượng lớn với giá xưởng cạnh tranh và tối ưu chi phí. Chúng tôi cam kết cung cấp đầy đủ các chứng nhận chất lượng sản phẩm và thông tin về nguồn gốc xuất xứ hàng hóa để khách hàng yên tâm tuyệt đối khi mua hàng.
Hy vọng những thông tin mà Thiết bị điện Haky 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. Thiết bị điện Haky chuyên tư vấn các giải pháp miễn phí về giải pháp công nghệ điện, vui lòng liên hệ hotline: 0932.398.236 để biết thêm chi tiết.
