Tủ Tụ Bù Công Suất Phản Kháng Và Cách Tính Dung Lượng Tụ Bù

Tủ tụ bù công sống phản kháng là gì? Chức năng của tụ bù và cách tính dung lượng tụ bù như thế nào? Là những thắc mắc của một số bạn khi tìm hiểu về tủ tụ bù. Bài viết này của Điện Trần Lê sẽ giải đáp những câu hỏi trên cho các bạn.

Tủ tụ bù công suất phản kháng

• Tủ tụ bù công suất phản kháng bao gồm các tụ bù điện (thiết bị điện dùng để nâng cao hệ số công suất phản kháng trong các hệ thống điện công nghiệp) được mắc song song với tải và được điều khiển bằng 1 bộ điều khiển tụ bù tự động thông qua thiết bị đóng cắt (contactor). 
• Chức năng của tủ tụ bù chính là nâng cao hệ số công suất cosφ, thông qua đó làm giảm công suất phản kháng (công suất vô công) để có thể giảm tổn thất điện năng và tiết kiệm chi phí. Người sử dụng sẽ có thể giảm hoặc không phải đóng tiền phạt công suất phản kháng theo quy định của điện lực hiện nay.
• Tủ tụ bù được sử dụng cho các hệ thống điện dùng các phụ tải có tính cảm kháng cao, dùng các contactor để thay đổi số lượng tụ bù vận hành, quá trình thay đổi này được điều khiển bằng chế độ tự động hoặc bằng tay.

Các loại tụ bù thường dùng trong tủ tụ bù:

• Phân loại theo cấu tạo có tụ bù khô và tụ bù dầu. 
• Phân loại theo điện áp có tụ bù hạ thế 1 pha và tụ bù hạ thế 3 pha 

Ngoài thành phần chính là tụ bù điện, tủ tụ bù còn có thể lắp thêm cuộn kháng lọc sóng hài nhằm tăng tính ổn định của hệ thống điện, đồng thời bảo vệ tụ điện. Khi vận hành ở chế độ tự động, bộ điều khiển trung tâm của tủ tụ bù sẽ tự động nhận biết lượng công suất cần bù để gửi tín hiệu đóng cắt các tụ bù hòa vào trong hệ thống lưới điện, có khoảng từ 4 – 14 cấp, mỗi cấp sẽ được ghép với một thiết bị đóng cắt contactor.

Xem thêm: Vỏ tủ điện Inox là gì? Mua vỏ tủ điện Inox ở đâu?

Nguyên lý hoạt động của tủ tụ bù

Đo độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện thông qua bộ điều khiển tụ bù, nếu nó nhỏ hơn giá trị cài đặt (thường là 0.95) bộ điều khiển sẽ tự động đóng cắt tụ bù cho đến khi đạt giá trị như yêu cầu và giữ hệ số công suất quanh giá trị đã cài đặt.

Tủ tụ bù có thể được đặt trong nhà hoặc ngoài trời và có thể kết hợp cùng với tủ phân phối tổng MSB hoặc lắp đặt một cách độc lập. Bộ điều khiển tụ bù được lập trình thông minh nhằm tối ưu quá trình đóng cắt các tụ bù sao cho phù hợp với nhu cầu cụ thể của từng ứng dụng. Hiện nay, có các phương thức và phương pháp bù như: Bù tĩnh, bù ứng động, bù tập trung, bù riêng, bù theo nhóm,…

Ứng dụng của tủ tụ bù công suất phản kháng

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

Xem thêm: Vỏ tủ điện ngoài trời là gì? Nên mua vỏ tủ điện ở đâu?

Cách tính dung lượng tụ bù

Tính tụ bù từ công suất tiêu thụ và cosφ thực tế

• Công thức tính công suất phản kháng cần bù: Qbù = P (tgφ1 – tgφ2)
• Để lựa chọn tụ bù cho 1 tải nào đó thì ta cần phải biết công suất (P) của tải đó và hệ số công suất (cosφ) của tải đó:
• Giả sử, công suất của tải là P
• Hệ số công suất của tải là: Cosφ1 => φ1 => tgφ1 (trước khi bù, cosφ1 nhỏ còn tgφ1 sẽ lớn).
• Hệ số công suất mong muốn sau khi bù là Cosφ2 => φ2 => tgφ2 (sau khi bù, cosφ2 lớn còn tgφ2 sẽ nhỏ).
• Công suất phản kháng cần bù: Qb = P (tgφ1 – tgφ2 )
• Dựa vào công suất cần bù ta sẽ tiến hành lựa chọn tụ bù phù hợp trong bảng catalog của nhà cung cấp tụ bù.
• Giả sử ta có công suất tải: P = 100 (KW).
• Hệ số công suất trước khi bù: cosφ1 = 0.75 => tgφ1 = 0.88
• Hệ số công suất mong muốn sau khi bù là: Cosφ2 = 0.95 => tgφ2 = 0.33
• Vậy công suất phản kháng cần bù là: Qbù = P (tgφ1 – tgφ2)
• Qbù = 100*(0.88 – 0.33) = 55 (KVAr)
• Dựa vào số liệu này ta tiến hành lựa chọn tụ bù trong bảng catalogue của nhà sản xuất, giả sử ta có tụ 10 KVAr. Để bù đủ cho tải thì ta cần dùng bù 6 tụ 10 (KVAr), tổng công suất phản kháng là 6*10 = 60 (KVAr). 

Tính dung lượng tụ bù từ công suất trạm biến áp

Theo kinh nghiệm thực tế, ta thường cần phải tính dung lượng của tụ bù theo công suất trạm biến áp của dự án như sau: Qb = (0.4 – 0.5) * Smba.

Ví dụ: Trạm biến áp 2000KVA, dung lượng bù là: 0.4*2000 = 800 Kvar.

Cách tính này có thể thỏa mãn hầu hết các loại tải với cosφ trung bình lớn hơn hoặc bằng 0.75 và trạm biến áp mang tải tối đa khoảng 80%. Trường hợp tải có hệ số công suất nhỏ hơn thì đôi lúc vẫn bị thiếu tụ.

Xem thêm: Các kích thước vỏ tủ điện công nghiệp thông dụng hiện nay

Trên dây là bài viết của Điện Trần Lê về tủ tụ bù công suất phản kháng cũng như các tính dung lượng tụ bù. Hy vọng các bạn có thể áp dụng để có thể chọn đủ số lượng tụ bù cho nhu cầu của mình.