Tụ bù cos phi là thiết bị sử dụng cho mục đích cải thiện chất lượng điện áp, nâng cao chất lượng điện năng, để giảm tổn hao, do việc các thiết bị tiêu thụ điện năng không phải là thuần trở mà có các thành phần phản kháng, điện áp trên lưới không ổn định, thay đổi theo giờ, thông qua việc tăng hệ số Cos phi khi phụ tải thay đổi và lưới điện thay đổi.
Trong hệ thống điện hiện nay thì hầu hết các thiết bị được sử dụng dựa trên nguyên lí cảm ứng điện từ. Ví như động cơ Điện không thể quay khi không có từ trường. Còn từ trường có thể làm được việc đó do nguồn điện cung cấp cho chúng một thứ công suất gọi là công suất vô công điện cảm. Vì vậy các thiết bị sử dụng Điện ngoài việc tiêu thụ Điện năng còn đòi hỏi thêm công suất vô công lấy từ lưới điện.
Mạng điện xoay chiều chúng ta sử dụng thường sinh ra 3 loại công suất: Công suất hữu công, Công suất vô công và Công suất biểu kiến. Tỷ lệ giữa Công suất hữu công và Công suất biểu kiến gọi là Hệ số Công suất Cos Phi [Cosφ]. Khi hệ số Cos phi này thấp sẽ dẫn tới việc Điện Lực phạt một khoản tiền, bởi vậy cần nâng cao hệ số công suất phản kháng , khoản tiền bị phạt ít hay nhiều phụ thuộc vào mức độ tiêu thụ Điện của mỗi Doanh nghiệp.
Để nâng cao hệ số Công suất phản kháng chúng ta cần lắp thêm Tụ Điện [được điều khiển tự đông] hay còn gọi là Tụ bù Cos phi [Bù Công suất phản kháng].
2/ Đặc điểm của Tụ bù Cos phi
2.1 Cấu tạo tụ bù
Cấu tạo 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, tụ bù loại nào tốt nhất.
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 thế, chiếm ít diện tích trong tủ điện. Giá thành thường thấp hơn tụ dầu. Tụ bù 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 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 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 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
Tụ bù Schneider
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.
3/ 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:
Việc lắp đặt Solar hòa lưới trong các nhà máy có công suất NLMT lớn hơn nhiều so với tải tiêu thụ đã ảnh hưởng đến hệ số công suất phản kháng [hệ số cos phi]. Nó làm giảm hệ số cos phi xuống mức thấp, so với quy định của điện lực >= 0.9.
Khắc phục sự cố phạt Cos Phi trong hệ thống năng lượng mặt trời, để giải quyết vấn đề này. Chúng ta cần xác định dung lượng bù hiện tại cuả nhà máy, và theo dõi các chỉ số công tơ 3 biểu giá của điện lực. Từ những kết quả thu thập được, đưa ra phương án giải quyết triệt để tình trạng phạt cos Phi của điện lực
1. Cách tính hệ số công suất phản kháng [Cos Phi].
Cách tính hệ số công suất theo thực tế sử dụng vào cuối tháng: S2= P2 + Q2 . Trong đó : S công suất biểu kiến[kVA]. P công xuất tác dụng [kW]. Q công suất phản kháng [kVAr].
Hệ số công suất hay còn gọi là cos phi là một giá trị được quan tâm nhiều nhất trong điều khiển động cơ. Cos phi càng lớn tương ứng với công suất đạt được càng cao. Cos phi lý tưởng là bằng 1 khi công suất tác dụng lớn nhất và công suất phản khàng nhỏ nhất. Tuy nhiên, trong thực tế thì điều này không bao giờ xảy ra bởi công suất biểu kiến là tổng hợp của công suất tác dụng vả công suất phản kháng. Vậy làm sao để tăng hệ số công suất cos phi. Chúng ta cùng tìm hiểu nhé.
- SSR 3 Pha Công Nghiệp
- Sử Dụng Hiệu quả SSR1 Pha 40A – 80A
- [ Giải Pháp ] Điều Khiển Nhiệt Độ Lò Sấy
- Bộ Điều Khiển SCR / SSR 1 Pha & 3 Pha
- Bộ Điều Khiển Nhiệt Độ SSR – SCR
Tóm Tắt Nội Dung
Cos phi là gì
Cos phi còn được gọi là hệ số công suất hay hệ số PF [ Power Factor ]. Hệ số công suất cos phi là một tỉ số giữa công suất tác dụng [ KW ] và công suất phản kháng [ VAR ]. Theo sơ đồ tam giác công suất thì công suất biểu kiến [ KVA ] là tỗng bình phương của công suất tiêu thụ và công suất phản kháng.
Nói chính xác hơn cos phi là góc tạo bởi công suất biểu kiến và công suất tác dụng trong sơ đồ tam giác công suất. Cos phi lớn nhất là bằng 1, cos phi càng lớn thì giá trị công suất hiệu dụng càng lớn. Người ta tìm mọi cách để nâng hệ số công suất cos phi để tăng công suất hoạt động của động cơ.
Hệ số cos phi là bao nhiêu
Hệ số cos phi lớn nhất là 1 theo công thức :
K = cos phi = P/Q
Trong đó :
- P : công suất hiệu dụng đặc trưng cho cho khả năng sinh công của thiết bị. Đơn vị tính là W hoặc KW. Công suất tác dụng chính là công suất ghi trên các motor kéo hoặc động cơ bơm nước.
- Q : công suất phản kháng. Mặc dù không sinh ra công nhưng lại đóng một vai trò quan trọng trong việc khởi động các động cơ có tính cảm. Công suất phản kháng có thể được hiểu là năng lượng vô công, được sinh ra bởi các thành phần phản kháng trong trong hệ thống điện xoay chiều. Đơn vị là Var hoặc Kvar.
- S : công suất tổng của hai loại công suất trên là công suất biểu kiến. Đơn vị là VA hoặc KVA. Chúng ta thường thấy công suất biểu kiến trên các nguồn cung cấp điện như máy phát điện hoặc máy biến áp.
Tính cos phi
Chúng ta có khá nhiều cách tính cos phi liên quan tới các đại lượng đặc trưng của dòng điện như :
Cos phi = K = P/S
P = U x I x k
Do S là cạnh huyền tam giác công suất nên luôn luôn lớn hơn P và Q. Điều này có nghĩa rằng cos phi sẽ luôn luôn nhỏ hơn 1. Cos phi bằng 1 chỉ khi nào công suất phản kháng bằng 0 và điều này không thể xảy ra. Nên người ta luôn tìm cách nâng hệ số cos phi lên gần bằng 1 để tăng công suất hiệu dụng.
Cách đo cos phi
Chúng ta đã thấy rằng cos phi rất quan trọng trong điều khiển động cơ. Chính vì thế người ta cần phải đo lường cos phi của hệ thống điện là bao nhiêu để nâng hệ số công suất bằng tụ bù cos phi. Chúng ta cùng xem các thiết bị có thể đo được cos phi nhé.
Bộ chuyển đổi cos phi sang 4-20mA / 0-10V
Theo công thức : P = U x I x Cos Phi thì Cos phi = P / UI
Để đo được cos phi chúng ta phải có một CT 0-5A đi qua tải của thiết bị. Sau đó vừa cấp nguồn 230Vac vừa lấy tín hiệu từ CT 0-5A để lấy được thông số của Cos phi.
Bộ chuyển đổi Z203-1 có thể vừa nhận được dòng vừa nhận được áp vì thế có thể tính được cos phi một cách dể dàng và chính xác. Tín hiệu ngõ ra tiêu chuẩn là 4-20mA hoặc 0-10V theo cài đặt. Z203-1 có truyền thông modbus RTS 485 điều này có nghĩa ra chúng ta có thể đọc cùng lúc : dòng [ I ], áp [ V ] và cả Cos phi một cách song song nhau.
Đồng hồ đo cos phi 3 pha
Một cách khác để đo được cos phi chính là sử dụng đồng hồ đo công suất điện năng S203TA-D để đo tất cả các thông số của hệ thống điện : Dòng, Áp, Công Suất, Cos phi …
Không chỉ là một đồng hồ đo công suất thông thường mà S203TA-D có thể đo được tất cả các thông số như : công suất hiệu dụng, công suất phản kháng, công suất tổng kèm các giá trị điện áp, dòng điện tương ứng …
Có thể bạn cần biết : các loại đồng hồ đo công suất điện năng
Ý nghĩa của hệ số công suất cos phi
Nâng cao hệ số công suất chính là một trong những biện pháp để tiết kiệm điện năng tiêu thụ. Do động cơ không đồng bộ, máy biến áp cùng với đường dây là những thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng Q của hệ thống điện. Để giảm truyền tải công suất phản kháng trên đường dây người ta dùng các tụ bù công suất được đặt gần phụ tải để cấp trực tiếp Q cho phụ tải nên được gọi là công suất phản kháng. Điều này làm nâng cao hệ số cos phi.
Việc nâng cao hiệu suất đồng nghĩa với :
- Tăng công suất hiệu dụng trong hệ thống điện
- Giảm mức tiêu hao điện áp trên đường dây
- Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp, giảm chi phí ổn định điện áp tăng công suất của máy phát.
Cách tăng hệ số công suất
- Đổi động cơ công suất không phù hợp bằng loại có công suất đúng tải.
- Giảm điện áp cho motor yếu tải
- Tránh trường hợp động cơ chạy mà không có tải
- Thay thế động cơ đồng bộ bằng động cơ không đồng bộ
- Thay thế biến áp yếu tải bằng những biến áp có tải phù hợp
Thiết bị bù cos phi hiệu quả
Máy bù và tụ bù công suất là thiết bị được sử dụng phổ biến để tăng cos phi. Máy bù hay còn gọi là máy bù đồng bộ và tụ bù. Tụ bù được dùng tại các nhà máy, xí nghiệp hoặc trong dân dụng. Còn máy bù thường được dùng tại các trung tâm điện để duy trì sự ổng định. Tụ bù cos phi có thể mắc nối tiếp hoặc song song váo mạng điện sao cho cos phi lớn hơn hoặc bằng 0.9 là đạt hiệu quả.
Như vậy cos phi là một thành phần không thể thiếu trong hệ thống điện. Việc nâng cao hệ số cos phi làm tăng giá trị hiệu dụng. Để theo dõi cos phi chính xác chúng ta dùng bộ chuyển đổi tín hiệu cos phi sang analog 4-20mA, 0-10V hoặc dùng đồng hồ đo công suất điện năng đ0ể theo dõi.