14-10-2024
Tủ tụ bù: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng
Tủ tụ bù với vai trò tích điện và phóng điện trong mạch điện, là hệ thống thiết bị quan trọng trong nhà máy sản xuất công nghiệp. Hiện tại có nhiều loại tủ điện bù với công suất và thiết kế khác nhau. Vậy cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của tủ tụ bù điện như thế nào? Bạn hãy theo dõi bài tổng hợp sau từ BTB Electric.
Khái niệm về tủ tụ bù
Tủ tụ bù hay tủ bù công suất phản kháng là hệ thống tủ điện có khả năng tích tụ và phóng điện đi trong mạch điện. Hệ thống tủ điện này có khả năng tích điện tại một hiệu điện thế cố định nhằm nâng cao hệ số cosφ cho hệ thống điện. Lắp đặt tủ tụ bù cho phép chủ sở hữu tiết kiệm đáng kể chi phí sử dụng điện và tránh bị phạt tiền trong trường hợp hệ thống cosφ quá thấp (công suất phản kháng vượt mức cho phép).
Cấu tạo tủ tụ bù bao gồm các tụ bù điện mắc song song với tải, bộ điều khiển tụ bù, contactor đóng ngắt, cuộn kháng cho tụ bù và một số linh kiện đi kèm. Tụ bù có 2 loại là tụ dầu và tụ khô, với dung lượng phổ biến trong khoảng 5 - 50kVAr. Cuộn kháng có chức năng lọc sóng hài để bảo vệ tụ bù. Contactor điều khiển đóng ngắt tụ bù tùy theo hệ số công suất của hệ thống.
Nguyên lý hoạt động của tủ điện tụ bù
Tủ tụ bù có nguyên lý hoạt động dựa trên việc đo lường hệ thống công suất cosφ hay hệ số công suất phản kháng. Công suất phản kháng là 1 trong 2 loại công suất từ nguồn tới tải, bên cạnh công suất tác dụng. Loại công suất này không hữu ích trong quá trình biến đổi năng lượng điện. Nhiệm vụ của tủ tụ bù là đo lường công suất cosφ hiện tại trên hệ thống, so sánh với mức công suất tiêu chuẩn để điều chỉnh lại, giúp truyền tải điện tăng từ nguồn ra tải tốt hơn.
Trong chế độ vận hành tự động, bộ điều khiển tụ bù được đặt trong tủ sẽ tự động đánh giá lượng công suất phản kháng cần bù để đưa tín hiệu đóng cắt tới tụ bù điện. Có khoảng 4 - 14 cấp bù điện, ứng với từng contactor khác nhau. Có nhiều phương thức bù được triển khai như bù nền, bù động, bù tập trung, bù riêng, bù theo nhóm,...
Ứng dụng của tủ tụ bù
Tủ tụ bù được lắp đặt tại các hệ thống điện công nghiệp hoặc điện thương mại, bao gồm tại các nhà máy, công xưởng, tòa nhà chung cư, văn phòng, trung tâm thương mại,... Hệ tủ điện này được ứng dụng cho mạch điện có chứa các thiết bị mang tính cảm kháng cao (thành phần sinh công suất phản kháng).
Trong quá trình lắp đặt, có thể kết hợp tủ điện tụ bù và tủ điện tổng MSB hoặc đặt độc lập. Với từng vị trí lắp đặt và ứng dụng cho hệ thống điện cụ thể, cần lập trình tối ưu cho bộ điều khiển tụ bù để quá trình đóng cắt tụ được phù hợp.
=>> Tham khảo Ứng dụng Tủ tụ bù công suất phản kháng BTB Electric
Những lưu ý khi lắp đặt tủ điện bù
Lắp đặt tủ tụ bù có thể dựa vào quy mô của hệ thống điện để lựa chọn công suất bù, phương pháp bù cũng như các thiết bị bên trong tủ.
Lắp tủ điện tụ bù tại hệ thống điện cỡ nhỏ:
- Đặc điểm hệ thống: Công suất tiêu thụ và công suất phản kháng thấp, mức sóng hài thấp. Do đó có thể cân nhắc lắp hoặc không lắp tủ tụ bù.
- Phương pháp lắp đặt: Chọn cách bù tĩnh (bù nền) cho chi phí tối ưu nhất. Cấu tạo tủ điện tụ bù khá đơn giản với vỏ tủ, 1 aptomat đóng ngắt, 1 tụ bù công suất phản kháng công suất không quá 10kVAr.
Lắp tủ điện tụ bù tại hệ thống điện cỡ vừa:
- Đặc điểm hệ thống: Công suất tiêu thụ điện và công suất phản kháng ở mức trung bình, có các yếu tố sản sinh sóng hài để cân nhắc lắp lọc sóng hài.
- Phương pháp lắp đặt: Phân tụ bù thành nhiều cấp, bao gồm bù thủ công và bù tự động. Cấu tạo tủ bao gồm: Vỏ tủ, 1 bộ điều khiển tụ bù (rơ le công suất phản kháng), 1 aptomat tổng, các tụ bù, 1 contactor, các cuộn kháng cho tụ bù, đèn báo, đồng hồ đo và một số linh kiện khác.
Lắp tủ điện tụ bù tại hệ thống điện cỡ lớn:
- Đặc điểm hệ thống: Công suất tiêu thụ điện và công suất phản kháng lớn, cần bố trí trạm biến áp riêng. Có nhiều thiết bị sản sinh sóng hài khi hoạt động nên cần có phương pháp lọc sóng hài.
- Phương pháp lắp đặt: Chọn phương pháp bù tự động, cấu tạo tủ ngoài các thiết bị tương tự hệ thống điện cỡ vừa, cần thêm bộ lọc sóng hài chủ động để hạn chế thiệt hại do sóng hài.
Dải công suất của tụ bù trong tụ điện bù dao động trong khoảng 5 - 50kVAr hoặc cao hơn. Lựa chọn công suất của tủ tụ bù bằng công thức:
Qb = P x (tgφ1 – tgφ2)
Trong đó:
- Qb: Công suất tụ bù
- P: Công suất tải
- cosφ1, cosφ2: Hệ số công suất tải trước và sau khi bù
Ví dụ hệ số công suất của tải trước khi bù (cosφ1) là 0.75, sau khi bù (cosφ2) là 0.95. Như vậy tương đương tanφ1 là 0.88 và tanφ2 là 0.33. Công suất tải hiện tại là 100 kW. Dựa theo công thức sẽ tính được Qb = 100 x (0.88 - 0.33) = 55 kVAr.
Bên cạnh công suất tụ bù, khi lắp đặt tủ tụ bù cần chú ý tới các yếu tố kỹ thuật khác, bao gồm: số cấp bù tự động; bù nền; độ bền tụ bù; thông số kỹ thuật của aptomat, contactor, cuộn kháng, bộ lọc sóng hài,.. cần tương thích với nhau; chọn loại tụ bù khô hay tụ bù dầu; chọn mức điện áp;...
Như BTB Electric đã đề cập trong bài, có rất nhiều phương pháp bù công suất phản kháng với lợi ích và tác hại riêng. Khi chọn phương pháp cho tủ điện bù cần cân nhắc kỹ lưỡng, tránh các rủi ro như khó khởi động động cơ, tiêu thụ nhiều điện tăng, hư hại máy biến áp, quá tải hệ thống, chi phí đầu tư lớn, không tương thích với mạch điện sẵn có,...
BTB Electric cung cấp các thiết bị điện quan trọng cho tủ điện tụ bù, bao gồm tụ bù khô, cuộn kháng cho tụ bù, aptomat, contactor, bộ điều khiển tụ bù và bộ lọc sóng hài chủ động. Chất lượng các thiết bị đã được kiểm chứng với tiêu chuẩn EN/IEC và đã được sử dụng rộng rãi tại các nhà máy công nghiệp tại Việt Nam. Các nhà thầu lắp đặt tủ tụ bù cho dự án có thể chủ động liên hệ chúng tôi để được cung cấp thiết bị điện chất lượng.
Tham khảo thông tin các sản phẩm của chúng tôi:
