Tài Liệu Kỹ Thuật

Tủ tụ bù hạ thế là một thiết bị điện quan trọng giúp hệ thống của hoạt động ổn định. Ưu điểm của tụ bù không những tăng hệ số cos phi để giảm tiền phạt công suất vô công gây ra mà còn cho phép người sử dụng máy biến áp, thiết bị đóng cắt và cáp nhỏ hơn,…đồng thời làm nhẹ tải cho máy biến áp, giảm tổn thất điện năng và sụt áp trong mạng điện.

Những tác dụng tuyệt vời của tủ tụ bù hạ thế

Tủ điện tụ bù là gì ?

Tủ điện tụ bù có tác dụng làm tăng hệ số công suất cosφ bằng cách sử dụng bộ tụ bù làm nguồn phát công suất phản kháng. Tủ điện tụ bù thường bao gồm các tụ bù điện mắc song song với tải, được điều khiển bằng một Bộ điều khiển tụ bù tự động thông qua thiết bị đóng cắt Contactor. Tủ tụ bù có chức năng chính là nâng cao hệ số công suất cosφ qua đó giảm công suất phản kháng (công suất vô công) nhằm giảm tổn thất điện năng tiết kiệm chi phí. Quý khách hàng sẽ giảm và không phải đóng tiền phạt công suất phản kháng theo quy định của ngành Điện lực.

Nguyên lý hoạt động của tủ tụ bù hạ thế

Là đo độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện nếu nó nhỏ hơn giá trị cài đặt (thường là 0.95) để tự động đóng cắt tụ bù cho đến khi đạt được trị số như yêu cầu và giữ hệ số công suất quanh giá trị cài đặt. Tủ tụ bù có thể đặt trong nhà hoặc ngoài trời, có thể hoạt động kết hợp với tủ phân phối tổng MSB hay lắp đặt độc lập. Bộ điều khiển tụ bù được lập trình thông minh để tối ưu quá trình đóng cắt các tụ bù phù hợp với nhu cầu cụ thể của các ứng dụng. Có các phương thức và phương pháp bù như: bù nền, bù ứng động, bù tập trung, bù theo nhóm, bù riêng…

Ứng dụng tủ tụ bù hạ thế

Tủ tụ bù công suất phản kháng được sử dụng trong các mạng điện hạ thế, ứng dụng cho các hệ thống điện sử dụng các phụ tải có tính cảm kháng cao là thành phần gây ra công suất phản kháng. Thường lắp đặt tại phòng kỹ thuật hay tại khu vực trạm máy biến áp của các công trình công nghiệp và dân dụng như nhà máy, xưởng công nghiệp, trung tâm thương mại, cao ốc văn phòng, chung cư, bệnh viện,..

Tác dụng của tủ tụ bù hạ thế

Giảm hoá đơn tiền điện do lắp đặt tủ tụ bù công suất phản kháng

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).

Khi hệ số cosφ <=0.85 thì theo quy định của điện lực lượng Q tiêu thụ bắt đầu được tính tiền.

Tiền phạt thực chất là tiềm mua điện năng phản kháng. Hiện nay đồng hồ thế hệ mới mà điện lực lắp đặt cho các nhà máy hiển thị 3 loại công suất: công suất thực P (Kw), công suất phản kháng Q (Kvar), công suất biểu kiến S (KVA). Đối với hộ dân thì tính tiền trên công suất P (KWh), còn các doanh nghiệp do sản lượng tiêu thụ lớn nên phải trả thêm công suất phản kháng (công suất ảo) Q (Kvar).

Giúp bù công suất phản kháng cho lưới điện hạ thế

Khi đứng trên cương vị là người quản lý doanh nghiệp hay cán bộ phụ trách điện. Chúng ta đều cảm thấy xót xa khi mỗi tháng phải trả thêm số tiền bị phạt do hệ số cosφ không đạt. 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 đó chính là lý do dẫn tới việc bị phạt tiền.

Trong quá trình hoạt động sản xuất thì thiết bị này còn cung cấp những ứng dụng tuyệt với khác và là một thiết bị không thể thiếu. Tủ tụ bù được dùng cho các hệ thống điện sử dụng các phụ tải có tính cảm kháng cao, sử dụng các Contactor để thay đổi số lượng tụ bù vào vận hành, quá trình thay đổi này có thể điều khiển bằng chế độ tự động hoặc bằng tay.

Như chúng ta đã biết tụ điện có nhiệm vụ cho điện áp xoay chiều đi qua và ngăn điện áp một chiều lại,tụ được sử dụng để truyền tín hiệu giữa các tầng khuyếch đại có chênh lệch về điện áp một chiều. Lọc điện áp xoay chiều sau khi đã được chỉnh lưu thành điện áp một chiều bằng phẳng. Vậy khi hệ số của tụ điện được cải thiện thì sẽ mang lại những lợi ích gì? Hãy cùng dienhathe.com khám phá nhé các bạn!

1. Giảm hóa đơn tiền điện

Cải thiện hệ số công suất của thiết bị điện mang lại những lợi ích cả về kỹ thuật lẫn kinh tế, đặc biệt là giảm hóa đơn tiền điện.

Việc tiêu thụ năng lượng phản kháng vượt quá 40% năng lượng tác dụng (tgφ > 0,4: đây là giá trị thỏa thuận với công ty cung cấp điện) thì người sử dụng năng lượng phản kháng phải trả tiền hàng tháng theo giá hiện hành.

Do đó, tổng năng lượng phản kháng sử dụng sẽ được tính toán như sau:

kVAr (phải trả tiền) = KWh (tgφ – 0,4)

Mặc dù, việc cải thiện hệ số công suất mang lại lợi ích về giảm bớt tiền điện, nhưng cũng cần cân nhắc đến yếu tố chi phí khi mua sắm, lắp đặt và bảo trì các tụ điện để cải thiện hệ số công suất.

2. Tốt ưu hóa hiệu quả kinh tế – kỹ thuật

Cải thiện hệ số công suất cho phép sử dụng máy biến áp, thiết bị đóng cắt và cáp nhỏ hơn,… do đó, giảm chi phí đầu tư thiết bị và cáp dẫn, đồng thời giảm tổn thất điện năng và sụt áp trong mạng điện.

Cải thiện hệ số công suất cũng cho phép tối ưu hóa các phần tử cung cấp điện. Các thiết bị điện sẽ không cần định mức dư thừa. Tuy nhiên để đạt được kết quả tốt nhất, cần đặt tụ cạnh từng phần tử của thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng.

3. Cải thiện hệ số công suất

Để cải thiện hệ số công suất của mạng điện, cần sử dụng một bộ tụ điện làm nguồn phát công suất phản kháng. Phương pháp này được gọi là phương pháp bù công suất phản kháng.

Tải mang tính cảm có hệ số công suất thấp sẽ nhận dòng điện phản kháng từ máy phát điện qua hệ thống truyền tải. Điều này sẽ gây ra hao phí về công suất và có thể xảy ra hiện tượng sụt áp.

Khi mắc các tụ song song với tải, dòng điện có tính dung của tụ sẽ có cùng đường đi với cảm kháng của dòng tải, hai dòng điện này sẽ triệt tiêu lẫn nhau do IC = IL. Như vậy sẽ không còn tồn tại dòng phản kháng qua phần lưới phía trước vị trí đặt tụ.

Nên tránh định mức động cơ quá lớn cũng như chế độ chạy không tải của động cơ. Lúc này hệ số công suất của động cơ rất nhỏ (0,17) do lượng công suất tác dụng tiêu thụ ở chế độ không tải rất nhỏ.

Trên đây là những lợi ích lớn khi hệ số công suất ở tụ điện được cải thiện mà chúng tôi muốn giới thiệu đến các bạn. Nếu áp dụng hợp lý và tuân thủ kỹ thuật bạn sẽ thấy được những lợi ích khác nữa trong việc quản lý hệ thống điện của mình.

Đối với các kỹ thuật điện thì tụ bù là một thiết bị không còn quá xa lạ. Nó thường dùng để tích và phóng điện trong mạch điện, muốn tích điện cho tụ bù người ta nối hai bản cực của tụ bù với nguồn điện, bản nối với cực dương sẽ tích điện dương, bản nối với cực âm sẽ tích điện âm. Khi lắp đặt tụ bù cũng có khả năng giúp bạn tiết kiệm điện đáng kể cho hệ thống của mình.

Trong hệ thống điện sản xuất và điện sinh hoạt sử dụng nhiều thiết bị cảm kháng như động cơ, biến áp,… các thiết bị đó không những tiêu thụ công suất hữu công P (kW) = S*Cosφ mà còn tiêu thụ một lượng lớn công suất vô công Q (kVAr) = S*Sinφ gây tổn hao cho hệ thống điện. Trong đó φ (đọc là phi) là góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp. Thành phần công suất phản kháng làm cho tổng công suất truyền tải trên đường dây tăng lên gây tổn hao, quá tải, sụt áp,…

Công suất phản kháng càng lớn thì Cosφ càng nhỏ. Ngành Điện quy định cosφ phải đạt thấp nhất 0.9. Nếu để cosφ dưới 0.9 thì đơn vị sử dụng điện sẽ bị phạt tiền mua công suất phản kháng.

Lắp đặt tụ bù là giải pháp để giảm công suất phản kháng. Đảm bảo cosφ luôn cao hơn 0.9 sẽ không bị phạt tiền. Trong thực tế cosφ thường được cài đặt ở ngưỡng 0.95. Tùy theo từng đơn vị sử dụng điện khi lắp tụ bù có thể tiết kiệm được vài chục % tiền điện hàng tháng do không bị phạt tiền cosφ. Lắp tụ bù không những tiết kiệm tiền điện do không bị phạt mà còn giảm được tổn hao trên đường dây, tiết kiệm một phần chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống điện như dây dẫn, thiết bị đóng cắt bảo vệ, máy biến áp…

Một số giải pháp lắp đặt tụ bù tiết kiệm điện:

Đối với cơ sở sản xuất nhỏ:

Đặc điểm:

– Tổng công suất tiêu thụ thấp chỉ khoảng vài chục kW.

– Các thiết bị sinh ra sóng hài nhỏ nên không cần lọc sóng hài.

– Công suất phản kháng thấp.

Trong trường hợp này tiền phạt cos phi hàng tháng chỉ khoảng vài trăm nghìn đồng nếu chi phí lắp đặt tủ tụ bù cao quá thì mặc dù tiết kiệm điện nhưng không mang lại hiệu quả kinh tế.

Giải pháp lắp đặt tụ bù tiết kiệm điện:

Đối với nhu cầu cần bù công suất phản kháng thấp để tiết kiệm chi phí chỉ cần dùng phương pháp bù tĩnh (bù nền). Tủ tụ bù có cấu tạo rất đơn giản, gọn nhẹ và chi phí vật tư ở mức thấp nhất. Thiết bị gồm có:

– Vỏ tủ kích thước 500x350x200mm (thông số tham khảo).

– 01 Aptomat bảo vệ tụ bù và để đóng ngắt tụ bù bằng tay. Có thể kết hợp với Rơ le thời gian để tự động đóng ngắt tụ bù theo thời gian làm việc trong ngày.

– 01 tụ bù công suất nhỏ 2.5, 5, 10kVAr.

Chi phí lắp đặt tụ bù tiết kiệm điện chỉ khoảng vài triệu đồng có thể tiết kiệm hàng trăm nghìn tiền điện hàng tháng.

Đối với cơ sở sản xuất trung bình:

Đặc điểm:

– Tổng công suất tiêu thụ vào khoảng vài trăm kW.

– Các thiết bị sinh ra sóng hài nhỏ nên không cần lọc sóng hài.

– Công suất phản kháng vào khoảng vài chục tới vài trăm kVAr.

Tiền phạt có thể từ vài triệu đồng lên tới hơn chục triệu đồng hàng tháng.

Đối với trường hợp này không thể dùng phương pháp bù tĩnh (cố định) 1 lượng công suất thường xuyên mà cần phải chia ra nhiều cấp tụ bù. Có 2 cách là bù bằng tay (đóng ngắt các cấp tụ bù bằng tay) và bù tự động (sử dụng bộ điều khiển tụ bù tự động).

Đóng ngắt các cấp tụ bù bằng tay không chính xác và không kịp thời do người vận hành dựa vào quan sát đồng hồ đo hoặc theo kinh nghiệm để ra quyết định. Cách này rất mất công khi vận hành. Trong thực tế vẫn có một số ít đơn vị chọn cách này để giảm chi phí đầu tư thiết bị nhưng đây không phải là cách nên áp dụng.

Bù tự động là phương pháp chủ đạo hiện nay được hầu hết các đơn vị sử dụng. Ưu điểm là bộ điều khiển tự động đo và tính toán lượng công suất cần bù để quyết định đóng ngắt bao nhiêu cấp tụ bù cho phù hợp. Ngoài ra bộ điều khiển có chế độ đóng ngắt luân phiên các cấp tụ bù ưu tiên đóng các tụ bù ít sử dụng để cân bằng thời gian sử dụng của tụ bù và thiết bị đóng cắt sẽ kéo dài tuổi thọ thiết bị.

Bộ điều khiển tự động có nhiều loại từ 4 cấp đến 14 cấp. Đối với các hệ thống trung bình thường chia từ 4 cấp tới 10 cấp.

Hệ thống tủ tụ bù tự động tiêu chuẩn gồm có:

– Vỏ tủ chiều cao 1m – 1.2m.

– Bộ điều khiển tụ bù tự động.

– Aptomat tổng bảo vệ.

– Aptomat nhánh bảo vệ từng cấp tụ bù.

– Contactor đóng ngắt tụ bù được kết nối với bộ điều khiển.

– Tụ bù.

– Các thiết bị phụ: đồng hồ đo Volt, Ampe, đèn báo pha,…

Đối với cơ sở sản xuất lớn:

Đặc điểm:

– Tổng công suất thiết bị lớn từ vài trăm tới hàng nghìn kW.

– Thường có trạm biến áp riêng.

– Có thể có thiết bị sinh sóng hài cần biện pháp lọc sóng hài bảo vệ tụ bù.

Giải pháp lắp đặt tụ bù tiết kiệm điện:

Sử dụng hệ thống bù tự động chia nhiều cấp gồm các tụ bù công suất lớn.

Nếu trong hệ thống có nhiều thiết bị sinh sóng hài lớn thì cần phải lắp cuộn kháng lọc sóng hài để bảo vệ tụ bù tránh gây cháy nổ tụ bù.

Công dụng của tụ bù quả là rất to lớn phải không nào các bạn. Với tụ bù giúp tiết kiệm điện bạn sẽ giảm thiểu được rất nhiều chi phí cho hệ thống điện của mình.