Tụ bù hay còn được gọi là Tụ điện là một phần tử điện không thể thiếu trong mạng điện công nghiệp hoặc trong các mạch điện tử. Chúng có tác dụng nạp và phóng dòng điện. Dựa vào công năng của chúng trong từng ứng dụng cụ thể mà chúng được biết đến với các tên gọi khác nhau. Ở bài này chúng ta cùng nhau đi tìm hiểu về Tụ bù nhé
Tụ bù là gì?
Tụ bù là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện ( điện môi ), có tính năng tích và phóng điện trong mạch điện .
Đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ bù ở một hiệu điện thế nhất định gọi là điện dung. Nó được xác định bằng thương số giữa điện tích của tụ và hiệu điện thế giữa hai bản của nó (C=Q/U).
Trong hệ thống điện, tụ bù được sử dụng với mục đích bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cosφ (cos phi) nhằm đảm bảo hiệu quả hoạt động của lưới điện và tránh bị phạt tiền theo quy định của ngành Điện lực. Do đó lắp tụ bù sẽ giảm được một khoản đáng kể tiền điện hàng tháng (có thể giảm tới vài chục %). Tụ bù là thành phần chính trong 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: Bộ điều khiển tụ bù, Aptomat, Khởi động từ, Cuộn kháng lọc sóng hài, Đồng hồ đo,…
Trong thực tế TỤ BÙ thường có các cách gọi như: tụ điện, tụ công suất, tụ bù công suất phản kháng, tụ bù cos phi,…
Cấu tạo tụ bù
Thường là loại tụ giấy ngâm dầu đặc biệt quan trọng, gồm hai bản cực là các lá nhôm dài được cách điện bằng các lớp giấy. Toàn bộ được cố định và thắt chặt trong một bình hàn kín, hai đầu bản cực được đưa ra ngoài .
Phân loại tụ bù
Tụ bù được phân loại theo 02 cách : phân loại theo cấu trúc, phân loại theo điện áp .
- Phân loại theo cấu tạo: Ta có 02 loại là Tụ khô và Tụ dầu.
- Tụ khô là loại bình tròn dài. Ưu điểm là nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ dễ lắp đặt, thay thế, chiếm ít không gian trong tủ điện. Giá thành thường thấp hơn tụ dầu. Tụ khô thường được sử dụng 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 10kVAr, 15kVAr, 20kVAr, 25kVAr, 30kVAr. Một số hãng có loại nhỏ 2.5kVAr, 5kVAr và loại lớn 40kVAr, 50kVAr.
Hình ảnh trong thực tiễn một loại tụ khô
-
- Tụ dầu là loại bình chữ nhật (cạnh sườn vuông hoặc tròn). Ưu điểm là độ bền cao hơn. Tụ dầu thường được sử dụng cho tất 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 dầu phổ biến trên thị trường Việt Nam có các giải công suất bù 10kVAr, 15kVAr, 20kVAr, 25kVAr, 30kVAr, 40kVAr, 50kVAr.
Hình ảnh thực tiễn loại tụ dầu
- Phân loại theo điện áp: Ta có 02 loại là
tụ bù hạ thế
và
Tụ bù trung thế
Công thức tính dung lượng tụ bù:
Để chọn tụ bù cho một tải nào đó thì ta cần biết hiệu suất P. của tải đó và thông số hiệu suất Cosφ ( cos phi ) của tải đó :
Giả sử ta có hiệu suất của tải là P. .
Hệ số hiệu suất của tải là Cosφ1 → φ1 → tgφ1 ( trước khi bù, cosφ1 nhỏ còn tgφ1 lớn ) .
Hệ số hiệu 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 hiệu suất tải là P = 100 ( kW ) .
Hệ số hiệu suất trước khi bù là cosφ1 = 0.75 → tgφ1 = 0.88 .
Hệ số hiệu suất sau khi bù là Cosφ2 = 0.95 → tgφ2 = 0.33 .
Vậy hiệu suất phản kháng cần bù là Qb = P * ( tgφ1 – tgφ2 ) .
Qb = 100 * ( 0.88 – 0.33 ) = 55 ( kVAr ) .
Tụ bù được sử dụng như thế nào?
Tụ bù có thể được đấu nối trực tiếp vào hệ thống điện song song với tải để bù công suất phản kháng. Cách bù này gọi là bù tĩnh hay bù nền. Tuy nhiên cách bù này rất ít được sử dụng và chỉ có thể bù cho các hệ thống nhỏ vài chục kW.
Tủ bù tự động bao gồm nhiều cấp tụ. Tủ bù tự động được điều khiển bằng bộ điều khiển tụ bù thông qua Contactor để đóng cắt các cấp tụ.Trong hầu hết các mạng lưới hệ thống cần phải sử dụngtự động gồm có nhiều cấp tụ. được tinh chỉnh và điều khiển bằng bộ điều khiểnthông qua Contactor để đóng cắt các cấp tụ .
Hình ảnh Tủ điều khiển cosphi – Tủ bù công suất phản kháng do IEEC Việt Nam sản xuất và chế dạo
Ví dụ : Hệ thống cần bù 100 kVAr hoàn toàn có thể dùng 5 cấp tụ 20 kVAr, mạng lưới hệ thống bù 600 kVAr hoàn toàn có thể dùng 12 cấp tụ 50 kVAr. Cấp tụ dung tích càng nhỏ thì bù càng tốt, thường thì tủ chia từ 4 đến 12 cấp tùy theo hiệu suất bù .
Tủ bù tự động hóa thường gồm có các thiết bị chính sau :
- Bộ điều khiển bù tự động
- Aptomat: Aptomat tổng, Aptomat nhánh các cấp tụ
- Contactor các cấp tụ
- Tụ điện
- Cuộn kháng lọc sóng hài (đối với các hệ thống có nhiều sóng hài gây hỏng tụ)
- Đồng hồ đo Volt, Ampe
- Vỏ tủ và các vật tư phụ để lắp ráp.
Nên chọn tụ bù của hãng nào, loại nào?
Để mang lại hiệu suất cao tốt nhất cho mạng lưới hệ thống và tiết kiệm chi phí ngân sách là yếu tố do dự của rất nhiều người mua. Đây là câu hỏi rất quan trọng trong bài toán phong cách thiết kế mạng lưới hệ thống bù hiệu suất phản kháng. Để chọn được loại tương thích cần hiểu rõ đặc trưng của mạng lưới hệ thống điện từng đơn vị chức năng từ đó quyết định hành động lựa chọn. Hiện nay trên thị trường có các loại tụ bù thông dụng phải kể đến như tụ bù của hãng Nuitek, Samwha hay hạng sang hơn là tụ bù của Shneider
Hình ảnh về tụ bù cao cấp của Shneider
Tụ bù trung thế, hạ thế và cuộn kháng hãng Mikro
Những lưu ý cần chú ý khi lựa chọn tụ bù
Để lựa chọn được loại tụ tương thích với mạng lưới hệ thống các bạn cần khảo sát mạng lưới hệ thống điện một cách trang nghiêm, thiết yếu phải đo sóng hài trong mạng lưới hệ thống điện, đây là thành phần rất nguy hại, chúng làm cho tụ của bạn nhanh hỏng hơn. Ngoài ra, tham số điện áp càng cao cũng giúp cho tụ có tuổi tho cao hơn .
Dưới đây là một số ít chú ý quan tâm khi lựa chọn mà các bạn cần quan tâm
1. Điện áp đặt lên tụ : Thông thường trên thị trường có 02 loại tụ điện với điện áp lớn nhất mà tụ hoàn toàn có thể chịu đựng được là Tụ có điện áp 415V, 440V
2. Công suất của tụ điện : 15KVA, 20KVA, hay 50KVA … Chúng tôi khuyên bạn nên lựa chọn tụ điện có hiệu suất từ bé đến lớn, vì các cấp tụ càng đều, việc bù sẽ càng hiệu suất cao
3. Lựa chọn cuộn kháng hay không lựa chọn cuộn kháng đi kèm: Chúng tôi khuyên bạn nên khảo sát hệ thống điện thật kỹ càng trước khi lựa chọn cuộn kháng tham gia và hệ thống bù, bởi cuộn kháng sẽ phát sinh nhiệt trong quá trình làm việc và chi phí đắt đỏ. Nhưng việc có cuộn kháng chắc chắn sẽ giúp tụ có tuổi thọ dài hơn
Mọi cụ thể cần tư vấn liên hệ với chúng tôi qua :
- Hotline/Zalo: 098 434 8386
- Fanpage: Sản xuất tủ điện công nghiệp
