Trong quá trình thi công lắp đặt điện nhà xưởng, điện công nghiệp thì không thể bỏ qua thiết bị tụ bù. Vậy các bạn đã nắm rõ thiết bị này chưa? Cùng COHUCO giải đáp những kiến thức về tụ bù nhé !
Tụ bù là gì ? cấu tạo tụ bù như thế nào? Tụ bù loại nào hãng nào tốt? Cách đấu thi công lắp đặt tụ bù đúng kĩ thuật? Chức năng của tụ bù là gì? Tại sao phải lắp tụ bù ? cách tính dung lượng tụ bù ? Tụ bù có tiết kiệm điện không?
Bắt đầu tìm hiểu từng mục nhé !
Mục Lục
Tụ bù là gì?
Tụ bù là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và cách biệt nhau bằng một lớp cách điện (điện môi), tụ có tác dụng tích và phóng điện trong mạch điện
Đại lượng đặc biệt cho khả năng tích điện của tụ bù ở một hiệu điện thế nhất định gọi là điện dung của tụ bù. Nó được xác định bằng thương số giữa điện tích của tụ bù và hiệu điện thế giữa hai bản của nó (C=Q/U).
Trong hệ thống điện, tụ bù được dùng để nhằm mục đích bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cosφ (cos phi) nhằm chắc chắn hiệu quả hoạt động của lưới điện và né tránh bị phạt tiền theo chuẩn mực của ngành Điện lực.
Do đó lắp tụ bù sẽ giảm được một khoản đáng kể tiền điện hàng tháng (giảm vài chục % phụ thuộc vào từng đơn vị). Tụ bù là thành phần chính trong Tủ điện bù công suất phản kháng bên cạnh các thiết bị khác để chắc chắn hệ thống bù hoạt động thông minh, ổn định và an ninh như: Bộ điều khiển tụ bù, Thiết bị đóng cắt, bảo vệ, Cuộn kháng lọc sóng hài, Thiết bị đo, hiển thị,…
Trong thực tại Tụ Bù thường có các cách gọi như: tụ bù điện, tụ bù công suất, tụ bù công suất phản kháng, tụ bù cos phi
Cấu tạo của 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.
Phân loại tụ bù hiện nay.
Phân loại theo cấu tạo, phân loại theo điện áp.
Phân loại theo cấu tạo: Tụ bù khô và Tụ bù dầu. Tụ bù khô là loại bình tròn dài. Ưu điểm là nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ dễ lắp đặt, thay cho thế, chỉ chiếm ít diện tích ở bên trong gầm tủ điện. Giá thành thường thấp hơn tụ dầu. Tụ bù khô thường được dùng để cho các hệ thống bù công suất nhỏ, chất lượng điện tương đối tốt. Tụ khô phổ biến trên thị trường Việt Nam có các giải công suất bù 10, 15, 20, 25, 30kVAr. Một số hãng có loại nhỏ 2.5, 5kVAr và loại lớn 40, 50kVAr.
Tụ bù điện hạ thế 3 pha loại tụ khô.
Tụ bù dầu là loại bình chữ nhật (cạnh sườn vuông hoặc tròn). Ưu điểm là độ bền cao hơn. Tụ dầu thường được dùng để cho cả các hệ thống bù. Đặc biệt là các hệ thống bù công suất lớn, chất lượng điện xấu, có sóng hài (dùng kết hợp với cuộn kháng lọc sóng hài). Tụ bù dầu phổ biến trên thị trường Việt Nam có các giải công suất bù 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50kVAr.
Tụ bù điện hạ thế 3 pha loại tụ dầu.
Phân loại theo điện áp:
- Tụ bù hạ thế 1 pha, Tụ bù hạ thế 3 pha.
- Tụ bù hạ thế 1 pha: Có các loại điện áp 230V, 250V.
- Tụ bù hạ thế 3 pha: Có các loại điện áp 230, 380, 400, 415, 440, 525, 660, 690, 720, 1100V. Phổ biến nhất là 2 loại điện áp 415V và 440V. Tụ bù 415V thường được dùng trong các hệ thống điện áp tương đối ổn định ở điện áp chuẩn 380V. Tụ bù 440V thường sử dụng trong các hệ thống điện áp cao hơn điện áp chuẩn, các hệ thống có sóng hài cần lắp kèm với cuộn kháng lọc sóng hài.
Hình ảnh Tụ Bù
Tụ bù có tiết kiệm điện không?
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 khiến cho tổng công suất truyền tải trên đường dây gia tăng gây tổn hao, quá tải, sụt áp,…
Công suất phản kháng càng lớn thì Cosφ càng nhỏ. Ngành Điện chuẩn mực cosφ phải đạt thấp nhất 0.9. Nếu để cosφ dưới 0.9 thì đơn vị sử dụng điện có khả năng sẽ bị phạt tiền mua công suất phản kháng. (Xem thêm: “Thông tư Quy định về mua, bán công suất phản kháng”).
Lắp đặt tụ bù là biện pháp để giảm công suất phản kháng. Đảm bảo cosφ luôn cao hơn 0.9 sẽ không bị phạt tiền. Trong thực tại 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 1 phần chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống điện như dây dẫn, thiết bị đóng cắt bảo vệ, máy biến áp…
Cách thi công lắp đặt tụ bù tiết kiệm điện.
Đối với cơ sở sản xuất nhỏ:
Đặc điểm:
- Tổng công suất tiêu thụ thấp chỉ dao động 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 dao động vài trăm nghìn đồng nếu chi phí thi công lắp đặt tủ tụ bù cao quá thì mặc dù tiết kiệm điện nhưng không đem đến hiệu quả kinh tế.
Giải pháp thi công 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 biện 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:
2 Vỏ tủ kích cỡ 500x350x200mm (thông số tham khảo).
2 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.
2 01 tụ bù công suất nhỏ 2.5, 5, 10kVAr.
Chi phí thi công lắp đặt tụ bù tiết kiệm điện chỉ dao động 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 dao động vài trăm kW.
– Các thiết bị sinh ra sóng hài nhỏ nên không cần lọc sóng hài.
– Công suất phản kháng vào dao động vài chục tới vài trăm kVAr.
Tiền phạt có thể từ vài triệu đồng lên tới hơn chục triệu đồng hàng tháng.
Giải pháp thi công lắp đặt tụ bù tiết kiệm điện:
Đối với trường hợp này chẳng thể dùng biện pháp bù tĩnh (cố định) 1 lượng công suất không ngừng nghỉ mà cần được chia ra các cấp tụ bù. Có 2 cách là bù thủ công (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 bí quyết để ra quyết định. Cách này rất mất công khi vận hành. Trong thực tại nhưng vẫn có một số ít đơn vị chọn cách này để giảm chi phí đầu tư thiết bị nhưng đây chưa hẳn là cách nên áp dụng.
Bù tự động là biện pháp chủ đạo giai đoạn này được đa số các đơn vị sử dụng. Ưu điểm là bộ điều khiển tự động đo và tính toán lượng công suất cần bù để chọn lọc đóng ngắt bao nhiêu cấp tụ bù cho phù hợp. Bên cạnh đó bộ điều khiển có chế độ đóng ngắt luân phiên các cấp tụ bù ưu ái 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 khá 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 chí 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 di chuyển 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 thi công lắp đặt tụ bù tiết kiệm điện:
Sử dụng hệ thống bù tự động chia các cấp gồm các tụ bù công suất lớn.
Nếu trong hệ thống có khá nhiều thiết bị sinh sóng hài lớn thì cần được lắp cuộn kháng lọc sóng hài để bảo vệ tụ bù tránh gây cháy nổ tụ bù.
Công thức tính dung lượng tụ bù
Để chọn tụ bù cho một tải nào đó thì ta cần biết công suất P của tải đó và hệ số công suất Cosφ (cos phi) của tải đó:
Giả sử ta có công suất của tải là P.
Hệ số công suất của tải là Cosφ1 → φ1 → tgφ1 (trước khi bù, cosφ1 nhỏ còn tgφ1 lớn).
Hệ số công suất sau khi bù là Cosφ2 → φ2 → tgφ2 (sau khi bù, cosφ2 lớn còn tgφ2 nhỏ).
Công suất phản kháng cần bù là Qb = P*(tgφ1 – tgφ2).
Ví dụ ta có công suất tải là P = 100 (kW).
Hệ số công suất trước khi bù là cosφ1 = 0.75 → tgφ1 = 0.88.
Hệ số công suất sau khi bù là Cosφ2 = 0.95 → tgφ2 = 0.33.
Vậy công suất phản kháng cần bù là Qb = P*(tgφ1 – tgφ2).
Qb = 100*(0.88 – 0.33) = 55 (kVAr).
Xem thêm: Các loại mạch điện công nghiệp
Cách kiểm tra dung lượng tụ bù.
Sử dụng đồng hồ vạn năng KYORITSU hay FLUKE để đo dung lượng tụ: Nối tắt 2 pha, đo pha còn lại với 2 pha nối tắt, giá trị đọc được chia đôi thì được dung lượng 1 pha ghi trên nhãn. Tiếp tục lần lượt các cặp cực còn lại để được dung lượng 3 pha. Thông thường các hãng sẽ có thông số như sau?
Khi đấy việc quân tâm là µF.
Ưu điểm là chính xác
Nhược điểm phải có đồng hồ chuyên dụng
Kiểm tra tụ bù bằng ampe kềm
Chúng ta có thể kiểm tra tụ gián tiếp bằng cách đo dòng điện lúc tụ vận hành. Đây là cách đo gián tiếp khá chính xác và dễ thực hiện. Điều kiện để phép đo có độ tin cậy cao là đo lúc điện áp trong phạm vi cho phép. Từ dòng điện vận hành, chúng ta so sánh với dòng điện định mức để đánh giá chất lượng tụ. Thông thường, khi tụ sử dụng lâu ngày, dòng điện này bị giảm bớt dần.
– Ưu điểm đơn giản.
Cách chọn lọc tụ bù.
Chọn tụ bù loại nào để đem đến hiệu quả cao nhất cho hệ thống và tiết kiệm chi phí là vấn đề băn khoăn của các khách hàng. Đây là câu hỏi rất quan trọng trong bài toán thiết kế hệ thống bù công suất phản kháng.
Để chọn được loại tụ bù phù hợp cần hiểu rõ đặc biệt của hệ thống điện từng đơn vị từ đây chọn lọc lựa chọn:
1. Điện áp nào là phù hợp: Tụ 415V, 440V,…?
2. Tụ khô hay tụ dầu?
3. Hãng sản xuất tụ bù tốt nhất hiện nay.
Tổng kết;
Như vậy qua bài viết này các bạn có thể nắm rõ tụ bù là gì? cấu tạo tụ bù, phân loại tụ bù, chức năng của tụ bù, và hướng dẫn cách thi công lắp đặt tụ bụ để tiết kiệm điện.
Cohuco đơn vị chuyên thi công điện với hơn 10+ năm kinh nghiệm cùng hàng trăm dự án từ dân dụng đến công nghiệp, giải pháp và công nghệ hiện đại, giúp nhà đầu tư tin tưởng và ủng hộ.
