Tụ bù là một thiết bị quan trọng trong hệ thống điện được sử dụng rất phổ biến có tác dụng bù công suất phản kháng.
Tại sao lắp tụ bù lại tiết kiệm điện?
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 làm cho tổng công suất truyền tải trên đường dây tăng lên gây tổn hao, quá tải, sụt áp,... Tổng công suất: S (kVA) = P + iQ hay.
Công suất phản kháng càng lớn thì Cosφ càng nhỏ. Ngành Điện quy định cosφ phải đạt thấp nhất 0.9. Nếu để cosφ dưới 0.9 thì đơn vị sử dụng điện sẽ bị phạt tiền mua công suất phản kháng.
Lắp đặt tụ bù là giải pháp để giảm công suất phản kháng. Đảm bảo cosφ luôn cao hơn 0.9 sẽ không bị phạt tiền. Trong thực tế 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 một phần chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống điện như dây dẫn, thiết bị đóng cắt bảo vệ, máy biến áp...
Một số giải pháp lắp đặt tụ bù tiết kiệm điện:
Đối với cơ sở sản xuất nhỏ:
Đặc điểm:
- Tổng công suất tiêu thụ thấp chỉ khoảng 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 khoảng vài trăm nghìn đồng nếu chi phí lắp đặt tủ tụ bù cao quá thì mặc dù tiết kiệm điện nhưng không mang lại hiệu quả kinh tế.
Giải pháp 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 phương 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:
- Vỏ tủ kích thước 500x350x200mm (thông số tham khảo).
- 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.
- 01 Tụ bù công suất nhỏ 2.5, 5, 10kVAr.
Chi phí lắp đặt tụ bù tiết kiệm điện chỉ khoảng 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 khoảng vài trăm kW.
- Các thiết bị sinh ra sóng hài nhỏ nên không cần lọc sóng hài.
- Công suất phản kháng vào khoảng vài chục tới vài trăm kVAr.
Tiền phạt có thể từ vài triệu đồng lên tới hơn chục triệu đồng hàng tháng.
Giải pháp lắp đặt tụ bù tiết kiệm điện:
Đối với trường hợp này không thể dùng phương pháp bù tĩnh (cố định) 1 lượng công suất thường xuyên mà cần phải chia ra nhiều 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 kinh nghiệm để ra quyết định. Cách này rất mất công khi vận hành. Trong thực tế vẫn có một số ít đơn vị chọn cách này để giảm chi phí đầu tư thiết bị nhưng đây không phải là cách nên áp dụng.
Bù tự động là phương pháp chủ đạo hiện nay được hầu hết các đơn vị sử dụng. Ưu điểm là bộ điều khiển tự động đo và tính toán lượng công suất cần bù để quyết định đóng ngắt bao nhiêu cấp tụ bù cho phù hợp. Ngoài ra bộ điều khiển có chế độ đóng ngắt luân phiên các cấp tụ bù ưu tiên 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 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 chuẩn 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 kết nối 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 lắp đặt tụ bù tiết kiệm điện:
Sử dụng hệ thống bù tự động chia nhiều cấp gồm các tụ bù công suất lớn.
Nếu trong hệ thống có nhiều thiết bị sinh sóng hài lớn thì cần phải lắp cuộn kháng lọc sóng hài để bảo vệ tụ bù tránh gây cháy nổ tụ bù.