Để góp phần cải thiện và nâng cao chất lượng điện áp đồng thời giảm điện năng tiêu thụ, người ta thường áp dụng hệ số cách tính cos phi để sử dụng tụ bù cos phi nhằm mang lại nhiều lợi ích. 

Vậy tụ bù cos phi là gì? Có những ưu điểm nào và cách để lắp đặt ra sao? Hãy cùng tìm hiểu với CNSG trong bài viết này nhé!

Tụ bù cos phi là gì? 

Tụ bù cos phi
Tụ bù cos phi

Tụ bù cos phi là thiết bị sử dụng cho mục đích nâng cao chất lượng điện, cải thiện chất lượng điện áp, đồng thời giảm tổn hao do các thiết bị điện tiêu thụ điện năng không phải thuần trở gây nên. 

Tụ bù cos phi này sẽ hoạt động thông qua việc tăng hệ số cos phi khi phụ tải và lưới điện thay đổi, hệ thống điện sẽ được bảo vệ và ổn định cho vận hành các mô hình điện khác. 

Tụ bù cos phi thường là loại tụ giấy có ngâm dầu đặc biệt, bao gồm hai bản cực là các lá nhôm dài được cách điện bằng giấy. Toàn bộ tụ bù cos phi được cố định trong bình hàn kín, trong khi đó hai bản cực được đưa ra ngoài để ghép nối với những thiết bị chuyên dụng. 

Nguồn điện nên sử dụng tụ bù cos phi là những nguồn điện áp 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.

Xem thêm >>

Phân loại tụ bù cos phi 

Phân loại theo cấu tạo Phân loại theo điện áp

Tụ bù khô

  • Tụ bù khô là loại tụ bù cos phi có dạng bình tròn dài. Ưu điểm của loại bình này là trọng lượng nhẹ, nhỏ gọn, dễ lắp đặt và thay thế, chiếm ít diện tích trong tủ điện.
  • Giá thành tụ bù khô 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 hạ thế 1 pha: Có các loại điện áp áp tiêu chuẩn là 230V, 250V.
Tụ bù dầu

  • 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 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.

Ưu điểm khi sử dụng Tụ bù Cos phi

  • Làm giảm công suất biểu kiến
  • Giảm bớt tiền phạt từ Điện lực do vấn đề tiêu thụ công suất phản kháng
  • Làm giảm tải cho máy biến áp, và có khả năng tặng phụ tải

Hệ số cos phi và cách tính công suất cos phi

Hệ số cos phi và cách tính công suất cos phi (1)
Hệ số cos phi và cách tính công suất cos phi (1)

Hệ số cos phi hay còn gọi là hệ số công suất, là giá trị được quan tâm nhiều khi vận hành động cơ. 

Giá trị cos phi và công suất động cơ là hai đại lượng ảnh hưởng và tỉ lệ thuận với nhau. Khi giá trị này càng cao thì công suất động cơ sẽ càng lớn và ngược lại. 

Tuy nhiên, do tình hình trên thực tế việc lắp đặt hệ thống điện có nhiều sai sót xảy ra nên giá trị cos phi không bao giờ xảy ra. Dù vậy, nhưng việc tăng công suất cos phi là vô cùng quan trọng đối với hoạt động của toàn hệ thống điện. 

Về cách tính, hệ số cos phi được tính theo công thức: Cos phi ( K) = P/Q

Trong đó, ý nghĩa của các đại lượng: 

  • P (Công suất hiệu dụng): Đại lượng này phản ánh khả năng sinh công của thiết bị, được tính theo đơn vị là W hoặc kW.
  • Q (Công suất phản kháng): Đóng vai trò chính trong khởi động động cơ có tính cảm. Và được tạo ra bởi các thành phần phản kháng trong hệ thống điện AC (dòng xoay chiều). Được đo bằng đơn vị Var hoặc KVar.
  • S (Công suất biểu kiến): Đại lượng này có giá trị bằng tổng của công suất hiệu dụng và phản kháng. Đơn vị chính là VA hoặc KVA.

Cách đo hệ số cos phi

Nhằm nâng cao hệ số công suất bằng tụ bù cos phi, việc xác định hệ số cos phi là điều rất quan trọng. Dưới đây là hai phương pháp cho đo hệ số cos phi dễ dàng và chính xác. 

Sử dụng bộ chuyển đổi cos phi

Bộ chuyển đổi cos phi là ý tưởng đặc biệt cho đo hệ số công suất. Bộ chuyển đổi sẽ có khả năng chuyển đổi cos phi sang giá trị 4-20mA/ 0-10V. 

Về nguyên lý hoạt động, dựa trực tiếp vào công thức P = U x I x Cos Phi (Cos Phi = P /UI).

Để đo được cos phi, nhất thiết phải có một CT-05A đi qua tải của thiết bị. Tiếp đến, cấp nguồn 230Vac vừa lấy tín hiệu từ CT-05A để lấy được thông số công suất của cos phi. 

Sử dụng CT-05A cho phép tìm ra giá trị cosphi đơn giản nhất. Nếu thay đổi bằng một thiết bị nào khác Ct-05A, có thể sẽ không đem lại kết quả mong muốn. 

Sử dụng đồng hồ đo cos phi

Bên cạnh bộ chuyển đổi cos phi, người dùng hoàn toàn có thể dùng đồng hồ chuyên dụng cho đo cos phi. 

Đồng hồ điện năng công suất S203TA-D là gợi ý hoàn hảo cho phương pháp này, cho phép đo tất cả các thông số của hệ thống điện khác nhau từ công suất hiệu dụng, dòng áp hay công suất cos phi, phản kháng…

Cách lắp đặt tụ bù tiết kiệm điện

lắp đặt tụ bù tiết kiệm điện
lắp đặt tụ bù tiết kiệm điện

Đối với cơ sở sản xuất nhỏ

Những cơ sở sản xuất nhỏ thường chỉ có tổng công suất tiêu thụ thấp 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.

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, 10 kVAr.
  •   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

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. 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 cos phi 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.
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

Những cơ sở sản xuất lớn thường có 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.

Ý nghĩa của hệ số cos phi

  • Nâng cao hệ số cos phi là cần thiết để tiết kiệm điện năng tiêu thụ cho toàn bộ hệ thống điện. 
  • Tăng công suất hiệu dụng cho hệ thống điện: Giúp đảm bảo hoạt động cho tất cả thiết bị trong mạng lưới điện.
  • Hạn chế tiêu hao năng lượng quá mức: Với đặc tính này, cho phép tiết kiệm chi phí tiền điện hàng tháng. Đồng thời, tối ưu hoạt động để giảm thiểu sự cố không mong muốn xảy ra. 
  • Tăng khả năng truyền tải của máy biến áp, đường dây: Tăng khả năng truyền tải đóng vai trò quan trọng cho giảm chi phí để tăng công suất của máy biến áp.