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), tụ có tác dụng 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 của tụ bù. Nó được xác định bằng thương số giữa điện tích của tụ bù 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 (giảm vài chục % tùy theo từng đơn vị). 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, Thiết bị đóng cắt, bảo vệ, Cuộn kháng lọc sóng hài, Thiết bị đo, hiển thị,…
Trong thực tế TỤ BÙ thường có các cách gọi như: tụ bù điện, tụ bù công suất, tụ bù công suất phản kháng, tụ bù cos phi,…
Ảnh minh họa: Tụ bù hạ thế 3 pha, tụ bù công suất, tụ bù điện
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: 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.
Ảnh minh họa: Tụ bù hạ thế 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.
Ảnh minh họa: Tụ bù hạ thế loại tụ dầu
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.
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:
Giả sử ta có công suất của tải là P.
Hệ số công suất của tải là Cosφ1 → φ1 → tgφ1 (trước khi bù, cosφ1 nhỏ còn tgφ1 lớn).
Hệ số công 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 công suất tải là P = 100 (kW).
Hệ số công suất trước khi bù là cosφ1 = 0.75 → tgφ1 = 0.88.
Hệ số công suất sau khi bù là Cosφ2 = 0.95 → tgφ2 = 0.33.
Vậy công suất phản kháng cần bù là Qb = P*(tgφ1 – tgφ2).
Qb = 100*(0.88 – 0.33) = 55 (kVAr).
Nên chọn tụ bù loại nào?
Chọn tụ bù loại nào để mang lại hiệu quả tốt nhất cho hệ thống và tiết kiệm chi phí là vấn đề băn khoăn của rất nhiều khách hàng. Đây là câu hỏi rất quan trọng trong bài toán thiết kế hệ thống bù công suất phản kháng. Để chọn được loại tụ bù phù hợp cần hiểu rõ đặc thù của hệ thống điện từng đơn vị từ đó quyết định lựa chọn:
1. Điện áp nào là phù hợp: Tụ 415V, 440V,…?
2. Tụ khô hay tụ dầu?
3. Hãng sản xuất?
