Tụ bù là gì?
Trong hệ thống điện, tụ bù chỉ là một trong số các tên gọi mà ta hay thấy. Chúng còn được gọi bằng một số cái tên như: tụ bù điện, tụ bù công suất, tụ bù công suất phản kháng, tụ bù cos phi,… nhầm ổn định hệ thống điện và để nâng cao hệ số công suất, giảm thiểu chi phí là việc làm cần thiết trong hệ thống điện nhà xưởng, nhà máy hiện nay.
Xét về khái niệm ta có thể định nghĩa tụ bù như sau: Tụ bù là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện (điện môi). Tụ bù điện thường dùng để tích và phóng điện trong mạch điện, muốn tích điện cho tụ bù điện người ta nối hai bản cực của tụ bù điện với nguồn điện, bản nối với cực dương sẽ tích điện dương, bản nối với cực âm sẽ tích điện âm
Đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ bù ở một hiệu điện thế nhất định thì được gọi là điện dung. Điện dung được xác định bằng thương số giữa điện tích của tụ bù và hiệu điện thế giữa hai bản của tụ bù điện..
Cấu tạo tụ bù
Thường là loại tụ giấy ngâm dầu đặc biệt, gồm hai bản cực là các lá nhôm dài được cách điện bằng các lớp giấy. Toàn bộ được cố định trong một bình hàn kín, hai đầu bản cực được đưa ra ngoài.
Công dụng của tụ bù điện
- Tụ bù điện được sử dụng trong rất nhiều loại hệ thống điện, lưới điện khác nhau, tụ bù có tác dụng bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cosphi nhằm đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống điện và lưới điện. Sử dụng tụ bù điện có thể làm giảm được một khoản tiền điện đáng kể hàng tháng.
- Tủ điện bù công suất phản kháng bên cạnh các thiết bị khác để đảm bảo hệ thống bù hoạt động thông minh, ổn định và an toàn như: thiết bị đóng cắt (aptomat), thiết bị điều khiển (contactor), cuộn kháng lọc sóng hài, bộ điều khiển tụ bù, thiết bị đo, hiển thị,…
Phân loại tụ bù điện
Có một số tiêu chí có thể căn cứ để phân loại tụ bù
Dựa vào điện áp
Người ta chia tụ bù điện ra làm 2 loại: tụ bù điện 1 pha và tụ bù điện 3 pha.
- Tụ bù điện 1 pha là loại có điện áp 230V-250V thường dùng trong các gia đình hoặc những nơi tiêu thụ ít điện năng.
- Tụ bù điện 3 pha: tụ bù điện 3 pha sử dụng được cho nhiều loại điện áp khác nhau, nhưng phổ biến nhất vẫn là loại điện áp 415V và 440V. Tụ bù điện sử dụng cho 2 loại điện áp này thường được lắp đặt trong các hệ thống điện áp tương đối ổn định ở mức điện áp chuẩn. Tụ bù điện 3 pha được sử dụng nhiều trong hệ thống điện lưới của những công trình xây dựng lớn như cao ốc, bệnh viện, chung cư hay sử dụng trong các nhà máy, khu công nghiệp,…
Dựa vào cấu tạo
Ta có tụ bù khô và tụ bù dầu.
- Tụ bù khô: Tụ bù điện khô là loại tụ bù có hình tròn dài, tương đối nhỏ gọn và dễ dàng lắp đặt. Tụ bù điện khô chiếm rất ít diện tích trong tủ điện. Tụ bù điện khô thường được lắp đặt và sử dụng cho các hệ thống điện có công suất hoạt động nhỏ, chất lượng điện lưới tương đối tốt. Tụ bù điện khô có giá thành tương đối thấp, phù hợp với nhiều đối tượng khách hàng.
- Tụ bù điện dầu: Tụ bù điện dầu là loại tụ bù điện có hình chữ nhật, có độ bền cao hơn tụ bù khô. Tụ bù điện dầu sử dụng được cho tất cả các loại hệ thống điện, đặc biệt là các hệ thống điện có công suất lớn, cần bù một lượng công suất có ích lớn.
Tác dụng của tụ bù trong hệ thống điện.
Tụ bù hạ thế là một trong các loại tụ bù được sử dụng khá phổ biến trong các hệ thống. Tụ bù hạ thế là loại tụ bù điện được nối đấu vào lưới điện hạ thế và những thiết bị có hệ số công suất có phi thấp để nâng cao hiệu suất làm việc của thiết bị điện, làm giảm đi những tổn thất hay ảnh hưởng không tốt trên hệ thống lưới điện. Ngày nay tụ bù hạ thế đang được sử dụng rất nhiều và ngày càng hiệu quả trong suốt quá trình vận hành. Sử dụng tụ bù hạ thế để nâng cao hệ số công suất, giảm thiểu chi phí là việc làm cần thiết hiện nay.
Tủ bù hạ thế có khá nhiều vai trò, ta có thể kể đến 5 tác dụng lớn và dễ thấy nhất:
Bù công suất phản kháng cho lưới điện hạ thế
Việc trả thêm số tiền bị phạt do hệ số cosφ không đạt giờ đây đã không còn là mối quan tâm lớn. Nếu như hệ thống điện của chúng ta có hệ số cosφ nhỏ hơn 0.85 mà chưa được lắp đặt tủ tụ bù hạ thế hoặc lắp rồi mà không đáp ứng được nhu cầu thì sẽ bị phạt tiền. Vậy lắp đặt hệ thống tủ tụ bù hạ thế là có thể giải quyết vấn đề trên
Giảm tiền điện
Khi lắp đặt tủ tụ bù công suất phản kháng, hóa đơn tiền điện giảm đáng kể
Hiện tại đồng hồ lắp cho các nhà máy hiển thị 3 loại công suất: công suất thực P (kW), công suất phản kháng Q (Kvar) và công suất biểu kiến S (Kva). Tiền mà chúng ta thường bị phạt chính là tiền mua điện năng phản kháng. Đối với hộ dân thì tính tiền trên công suất P (kWh). Còn các doanh nghiệp do sản lượng tiêu thụ thường lớn nên phải trả thêm công suất phản kháng (Kvar).
Theo quy định của điện lực khi hệ thống tiêu thụ của bạn có cos phi <=0.85 thì lượng Q tiêu thụ bắt đầu được tính tiền. Chình vì vậy để không phải phạt, chúng ta nên lắp hệ thống tủ tụ bù công suất cosφ. Có nhiều cách bù như bù cứng hoặc bù mềm, bù tự động hay bằng tay. Nhưng đa số chúng ta thường chọn giải pháp bù mềm và bù tự động.
Giảm tổn hao trên dây truyền tải
Có hai thành phần làm cho công suất điện bị tổn hao:
- Thành phần do công suất tác dụng thì không thể giảm
- Thành phần do công suất phản kháng thì chúng ta hoàn toàn xử lý được. Với việc giảm tổn hao công suất phản kháng dẫn đến giảm tổn hao công suất biểu kiến. Nói tóm lại là giảm tiền điện và không bị phạt. Vậy tụ bù phát huy tác dụng ở đâu và khi nào trong khi công tơ điện thì lại lắp ở đầu trạm. Trong trường hợp này ta nên bù gần như tối đa 0.95 để giảm tổn thất điện năng.
Bù công suất phản kháng giảm sụt áp
Chúng ta biết rằng có hai nguyên nhân dẫn tới tổn thất điện áp là do công suất tác dụng và do công suất phản kháng. Nguyên nhân đầu thì chúng ta không xử lý được. Nhưng do công suất phản kháng thì chúng ta hoàn toàn có thể giảm được. Nên khi lắp tủ tụ bù vào sẽ bù lại quãng đường do chúng ta kéo xa. Giúp các thiết bị, động cơ khi khởi động đủ công suất không bị nóng hay cháy.
Bù công suất phản kháng tăng khả năng truyền tải của dây
Dòng điện chạy trên đường dây gồm 2 thành phần tác dụng và phản kháng. Nếu ta bù ở cuối đường dây thì dòng phản kháng sẽ bớt. Chính vì lẽ đó ta có thể cho đường dây tải thêm dòng tác dụng, cách làm rất đơn giản.
Ngoài các tác dụng trên thì chúng ta không thể không nhắc tới tác dụng của tủ tụ bù hạ thế đối với máy biến áp. Nó giúp bù công suất phản kháng giúp tăng công suất thực máy biến áp.
Từ S=U*I ta thấy rằng dung lượng máy biến áp gồm 2 phần P và Q. Nếu ta bù tốt thì S gần như bằng P, điều này cho phép máy biến áp tăng thêm tải.
