Tụ bù là gì? Nguyên lý làm việc và cấu tạo của tụ bù (Cập Nhật Mới)

Tụ bù công suất phản kháng là thiết bị điện không thể thiếu giúp các doanh nghiệp giảm được chi phí tiền điện, điển hình là tránh được khoản tiền điện phạt vô công mỗi tháng khi dùng vượt lượng điện phản kháng theo quy định. Hiện nay, ngành điện quy định hệ số cosφ là 0.9. Vậy tụ bù là gì và tác dụng như thế nào? 

Tụ bù hạ thế là gì

Tụ bù hạ thế là hệ gồm 2 vật dẫn được đặt gần nhau và ngăn cách bởi một lớp cách điện (hay còn gọi là điện môi). Tụ có chức năng tích và phóng điện trong mạch điện.

Như vậy có thể hiểu, tủ bù được sử dụng để bù công suất phản kháng, từ đó nâng cao hệ số công suất cosφ. Điều này giúp đảm bảo hiệu quả hoạt động của điện lưới. 

Thực tế, tụ bù còn được gọi với nhiều tên khác nhau là tụ bù điện, tụ bù công suất phản kháng, hay tụ bù công suất hoặc tụ bù cosφ.

Cấu tạo tụ bù

Tụ bù hạ thế thường có cấu tạo là giấy ngâm dầu đặc biệt. Trong đó, có 2 bản cực làm từ các lá nhôm dài và cách điện bằng những lớp giấy. Tất cả sẽ được giữ cố định trong một bình hàn kín, riêng 2 đầu bản cực được đưa ra ngoài. 

Phân loại tụ bù là gì

Tùy vào nhu cầu sử dụng mà nhà sản xuất phân thành các loại tụ. Thông thường tụ được phân theo điện áp hoặc dựa vào đặc trưng của cấu tạo.

- Dựa vào điện áp: có 2 loại là tụ bù điện 1 pha, tụ bù điện 3 pha.

• Tụ bù điện 1 pha: loại này có điện áp từ 230V – 250V phù hợp dùng trong các hộ gia đình (chung cư) hoặc những khu vực ít tiêu thụ điện năng.
• Tụ bù điện 3 pha: sử dụng được nhiều loại điện áp khác nhau, tuy nhiên thông dụng nhất vẫn là điện áp 415V và 440V. Tụ sử dụng cho 2 điện áp này được lắp đặt trong những hệ thống điện áp ổn định ở mức chuẩn. Tụ bù điện hạ thế 3 pha thì thường được dùng trong hệ thống điện lưới của cao ốc văn phòng, bệnh viện, chung cư, nhà máy, khu công nghiệp…

- Dựa vào cấu tạo: cũng có 2 loại là tụ bù khô và tụ bù dầu.

• Tụ bù khô: có hình tròn dài, kiểu dáng nhỏ gọn và dễ lắp đặt. Loại tụ này cũng chiếm ít diện tích trong tủ điện. Tụ bù khô thường được dùng cho các hệ thống điện với công suất hoạt động nhỏ và chất lượng điện lưới ổn định, tốt. Ưu điểm của tụ bù khô là giá thành thấp, phù hợp với đại đa số người dùng.
• Tụ bù dầu: có hình chữ nhật và độ bền cao hơn tụ bù khô. Tủ này có thể sử dụng được cho tất cả mọi loại hệ thống điện, nhất là với hệ thống điện công suất lớn và cần bù lượng công suất có ích cao. Tụ bù dầu có giá thành cao hơn so với tụ bù khô.

Nguyên lý làm việc của tụ bù

Chức năng chính của tụ bù điện là nâng cao hệ số công suất cosφ nên về nguyên tắc thì tụ bù hoạt động dựa theo một số nguyên lý nhất định.

Như ta đều biết, công suất điện khi truyền từ nơi sản xuất đến tải sẽ gồm 2 phần là công suất có ích và công suất hao phí (lượng điện bị hao hụt trên đường dây). Công suất hao phí này được gọi là công suất phản kháng. Và hoạt động của tụ bù là tăng công suất có ích, hạn chế tối đa hoặc triệt tiêu công suất phản kháng.

Vì thế dù là tụ bù hạ thế 3 pha hay 1 pha thì cũng hoạt động dựa trên nguyên lý này. Khi sử dụng, tụ bù sẽ cung cấp một phần công suất phản kháng. Nhờ thế, điện lưới sẽ giảm được phần công suất phản kháng mà đáng lẽ nó phải có.

Thêm vào đó, tụ bù sẽ giúp đường dây dẫn điện hạ nhiệt và mát hơn nhờ công suất truyền được giảm. Vì khi truyền tải điện đi xa, với công suất lớn làm phát sinh nhiệt nên đường đây nóng lên.

• Tham khảo : Nguyên lý và cấu tạo tụ bù tiết kiệm điện

Ưu điểm của tụ bù

Ưu điểm đầu tiên của tụ bù đó chính là làm tăng hệ số cosφ giúp giảm tiền phạt công suất vô công gây ra. Đồng thời, tụ bù còn làm nhẹ tải cho máy biến áp, giảm được các tổn thất điện năng, và bao gồm cả tình trạng sụt áp trong mạng điện.

Thêm vào đó, nhờ hệ số cosφ cao giúp tối ưu các phần tử cung cấp điện. Và lúc đấy, các thiết bị điện không cần đến phần định mức dư thừa. Tuy nhiên, lưu ý là để đạt được kết quả tốt nhất, bạn nên đặt tụ bù cạnh phần tử của thiết bị tiêu thụ nhiều công suất phản kháng.

Vì sao phải bù công suất phản kháng

Đến đây, chắc chắn bạn đã giải đáp được thắc mắc tụ bù công suất có tác dụng gì rồi. Giờ câu hỏi đặt ra là tại sao phải bù công suất phản kháng, vì về bản chất, nó là hao phí do quá trình truyền tải điện năng từ nơi sản xuất đến tiêu thụ.

Trên thực tế, ngành Điện lực đã tính toán nhằm hạn chế tối đa năng lượng điện phản kháng (Q). Bằng cách cố gắng điều chỉnh kích từ của máy phát điện nhằm đưa cosφ tiến gần đến 1 (cụ thể là quy định 0.9). Vì:

- Công suất phản kháng gây ra hao tổn tiện năng do phải gánh thêm năng lượng điện phản kháng Q và công suất thực (P).

- Năng lượng điện phản kháng Q được bù nhờ vào tụ bù công suất phản kháng mà Công ty Điện lực lắp bên cạnh các máy biến hạ thế phân phối. Tuy nhiên, lượng công suất phản kháng bù thêm này bị hạn chế và không đáp ứng đủ cho nhu cầu tải của người dân. 

Vì thế, những nơi sử dụng nhiều thiết bị tải công suất lớn bắt buộc phải lắp đặt thêm tụ bù. Mặc dù, công suất phản kháng Q ở một thiết bị rất nhỏ so với công suất thực P. Tuy nhiên, nếu nhà máy sản xuất có nhiều máy móc hoạt động và chúng cần nguồn điện ổn định thì quá trình vận hành toàn bộ thiết bị sẽ làm tăng công suất phản kháng. Lúc đó, phải cần đến sự hỗ trợ của tụ bù công suất nhằm đảm bảo nguồn điện ổn định.

Chưa kể, việc sử dụng tụ bù còn giúp tiết kiệm khoản chi phí tiền điện đáng kể nên đây cũng là lý do khiến thiết bị này trở nên thông dụng và được ưa chuộng. Đặc biệt là với các khu công nghiệp và nhà máy sản xuất.

Tụ bù công suất có tác dụng gì đối với việc tiết kiệm chi phí

Mỗi tháng, nếu cosφ < 0.85 thì Điện lực sẽ phạt bạn một khoản chi phí gọi là tiền mua điện năng phản kháng. Mức giá mua theo quy định của EVN.

Ví dụ: nếu một thiết bị có công suất 100kW, cosφ = 0.8, thời gian hoạt động 10 tiếng/ngày thì sẽ cho ra các số liệu như sau:

- Điện năng tiêu thụ trong 1 giờ của thiết bị: 100kW x 1 = 100kWh

- Điện năng tiêu thụ trong 1 ngày: 100kWh x 10 = 1,000kWh

- Điện năng tiêu thụ trong 1 tháng: 1000kWh x 30 = 30,000kWh

- Tỷ lệ trả tiền mua tiện năng phản kháng: 6.25%

Giả sử, mức giá điện là 1,278đ/kWh:

- Chi phí mua điện năng tác dụng : 30,000kWh x 1.278đ/kWh = 38,340,000đ

- Chi phí mua điện năng phản kháng : 38,340,000VND x 6.25% = 2,396,250đ

Như vậy, nếu tính toán được lượng bù phù hợp thì bạn có thể tiết kiệm khoảng 2.4 triệu/tháng.

Cũng với ví dụ một thiết bị trên, bạn chỉ cần mua tụ bù có công suất 25kVar là có thể đủ tù cho lượng công suất hao phí và nâng cosφ 0.8 lên 0.9. Phí đầu tư hiện tại trên dưới 1,000,000đ. Như vậy, chưa tới 1 tháng, bạn đã khấu hao được vốn.

Kế hoạch triển khai lắp đặt tụ bù hạ thế là gì

Để tăng hiệu quả sử dụng tụ bù các loại (kể cả tụ bù hạ thế 3 pha), bạn cần phải tính toán, cân nhắc kỹ lưỡng các yếu tố sau:

- Tài chính công ty: đây là điều khá quan trọng. Đặc biệt với công ty có nhiều máy móc thiết bị tiêu thụ điện năng nhiều thì phải cần các tụ bù có công suất lớn. Vì thế, chi phí đầu tư sẽ cũng cao kha khá. Nếu tài chính công ty chưa cho phép thì bạn cũng khó có thể đầu tư lắp đặt tụ bù ngay.

- Xác định nguyên nhân tiêu tốn năng lượng phản kháng: bạn cần phải liệt kê những phụ tải làm tiêu tốn năng lượng phản kháng. Từ đó, có thể lên kế hoạch cần bao nhiêu tụ bù và đặt ở vị trí nào.

-  Tính toán công suất vận hành của máy móc thiết bị và lập dự trù lắp thêm tải. 

Trên đây là những chia sẻ về tụ bù là gì? Nếu bạn đang cần giải pháp về thiết bị này thì vui lòng liên hệ cùng T&T. Đội ngũ kỹ sư điện của T&T sẽ tư vấn và giúp bạn chọn được phương án tối ưu nhất nhằm tiết kiệm chi phí tiền điện hàng tháng tối đa.

Coi thêm tại : Tụ bù là gì? Nguyên lý làm việc và cấu tạo của tụ bù (Cập Nhật Mới)