Chất lượng điện năng: Thách thức "ẩn mình" trong quá trình điện khí hóa

BTB Electric

• Tin tức
• Th2 20, 2026
• 107 lượt xem

Để điện khí hóa thành công, điện năng chính là yếu tố cốt lõi của mọi hạ tầng công nghiệp - dân dụng. Tuy nhiên, điện khí hóa nở rộ kéo theo nhiều thách thức liên quan đến chất lượng điện mà nếu không có biện pháp “làm sạch”, lộ trình này sẽ không khác gì “dã tràng xe cát biển Đông”. 

Khi "điện nhiều" không đồng nghĩa với "điện sạch"

Cam kết đưa phát thải ròng về 0 vào năm 2050 đã buộc Chính phủ Việt Nam phải đầu tư vào các nguồn năng lượng tái tạo bên cạnh việc sản xuất điện từ nhiên liệu hóa thạch. Điều này đồng nghĩa với việc, ngoài điện truyền thống, Việt Nam cũng như nhiều quốc gia trên thế giới còn có khả năng sản xuất thêm một số nguồn điện khác như điện tái tạo, điện hạt nhân (đang trong quá trình tái khởi động) và điện lưu trữ trong pin BESS. 

Tuy nhiên, “điện nhiều” không có nghĩa là tất cả đều là “điện sạch”. Chưa nói đến than đá, khí đốt và dầu mỏ là nguồn năng lượng gây ra đến 80% lượng phát thải khí CO2 toàn cầu, ngay cả nguồn được đánh giá là “điện sạch” như điện mặt trời, điện gió cũng tồn tại nhược điểm chí mạng - tính bất định. 

Thứ nhất, điện tái tạo phụ thuộc lớn vào điều kiện thời tiết. Điện mặt trời, điện gió có thể thừa vào ngày nắng nóng, nhiều gió nhưng lại thiếu vào ban đêm hoặc khi thời tiết không thuận lợi. Điều này khiến không chỉ Việt Nam mà nhiều quốc gia trên thế giới đã phải cắt giảm công suất dự án điện tái tạo để ổn định lưới điện, trong khi lưới điện quốc gia vẫn còn tình trạng quá tải vào giờ cao điểm, buộc các nhà máy điện truyền thống phải hoạt động hết công suất, khiến tình trạng phát thải CO2 ngày càng trầm trọng. 

Thứ hai, khi pin BESS được ứng dụng như giải pháp hữu hiệu để lưu trữ năng lượng tái tạo và giải phóng vào thời điểm cần thiết, nhiều vấn đề liên quan đến hệ thống điện tiếp tục phát sinh như tính an toàn của cell pin, cơ chế giá điện lưu trữ, chi phí đầu tư cho hệ thống pin công suất lớn và tính tương thích của điện lưu trữ lên lưới… 

Thứ ba, sự xuất hiện của nhiều tải phi tuyến trong quá trình điện khí hóa khiến lưới điện bị ô nhiễm một cách chậm rãi và khó phát hiện bằng mắt thường. Và chỉ khi thiết bị điện tử nhạy cảm đột nhiên chập cháy, hóa đơn tiền điện tăng cao bất thường, nhà đầu tư mới bắt đầu tìm kiếm giải pháp xử lý vấn đề chất lượng điện.  

"Sát thủ âm thầm" số 1: Sóng hài (Harmonics)

Dòng điện xoay chiều thông thường có dạng hình sin hoàn hảo với tần số cơ bản là 50Hz. Đa phần các tải tuyến tính trước đây đều có dạng sóng dòng điện/điện áp này. Tuy nhiên, khi các tải phi tuyến tính (biến tần, bộ chuyển đổi công suất trong trạm sạc xe điện - hệ thống năng lượng tái tạo, lò hồ quang, đèn LED, máy tính, điều hòa…) xuất hiện ngày càng nhiều cùng với quá trình điện khí hóa công nghiệp, dạng sóng điện áp/dòng điện đã bị làm méo mó do tác động của sóng hài, khiến hình sin mượt mà ban đầu trở nên biến dạng và đầy xung nhiễu. 

Đáng nói, sóng hài không khiến hệ thống sập ngay lập tức như quá tải, ngắn mạch mà thường phá hủy từ từ khiến: 

• Lớp cách điện bị hỏng do hiệu ứng bề mặt từ sóng hài tần số cao làm tăng điện trở, kéo theo dây dẫn, động cơ, biến áp nóng lên bất thường. 
• Tuổi thọ thiết bị suy giảm do chạy sai chương trình, hỏng chip xử lý, nhiễu hoạt động, nhất là với tụ bù, động cơ, aptomat. 
• Tổn thất năng lượng do điện năng bị lãng phí dưới dạng nhiệt chỉ để làm nóng dây dẫn và biến áp. 

Chưa kể, các giải pháp xử lý hệ quả của sóng hài không chỉ mất thời gian mà còn cực tốn kém, khiến các chủ đầu tư phải đứng giữa 2 lựa chọn: hoặc chấp nhận vòng đời thiết bị bị rút ngắn, hoặc trang bị thêm thiết bị lọc sóng hài chuyên dụng. 

"Sát thủ âm thầm" số 2: Hệ số công suất thấp (Low Power Factor)

Hệ số công suất (cosφ) là yếu tố quan trọng để đánh giá hiệu suất tiêu thụ điện năng trong một hệ thống. Hệ số này có giá trị trung bình trong khoảng từ 0 - 1. Nếu cosφ càng gần bằng 1, hệ thống sử dụng điện năng càng hiệu quả. Ngược lại, nếu hệ số công suất dưới 0.85, chứng tỏ mạch điện đang gây lãng phí năng lượng. Việc điều chỉnh và nâng cao hệ số công suất lúc này không chỉ góp phần tăng độ tin cậy của hệ thống điện, giảm các sự cố như quá tải, nhiễu điện mà còn hạn chế việc phải đóng phí phạt công suất phản kháng cho Điện lực hàng tháng. 

Đa phần hệ thống có giá trị cosφ thấp đều do các tải cảm gây ra như động cơ không đồng bộ, máy biến áp, máy hàn, động cơ hoạt động không tải hoặc tải nhẹ. Hệ số công suất thấp, tất nhiên không phá hủy trực diện máy móc, thiết bị nhưng lại có khả năng làm suy yếu hệ thống từ bên trong và rút tiền túi của chủ đầu tư một cách lặng lẽ. Hệ quả dễ nhận thấy nhất là hệ thống liên tục sụt áp đường dây, dây dẫn điện và máy biến áp quá nhiệt, đặc biệt là hóa đơn tiền điện hàng tháng tăng vọt. 

Tại sao Điện khí hóa lại làm trầm trọng hóa vấn đề?

Thực tế, bạn không thể biết hệ thống điện của nhà máy có sóng hài hay hệ số công suất thấp cho đến khi máy biến áp liên tục quá nhiệt, aptomat nhảy vô cớ và chi phí tiền điện hàng tháng tăng theo cấp số nhân. Đó là bởi sóng hài hay hệ số cosφ thấp chỉ có thể phát hiện bằng thiết bị đo đếm chuyên dụng và được thực hiện bởi các kỹ sư điện lành nghề. Đây cũng là bản chất của vấn đề “điện bẩn” khiến điện ở nước ta có thể “nhiều” nhưng chất lượng lại rất dễ bị ô nhiễm. Và khi quá trình điện khí hóa công nghiệp ngày càng được đẩy mạnh, sóng hài, hệ số công suất thấp sẽ ngày càng diễn ra trầm trọng hơn trong các nhà máy, công xưởng. 

Trước hết, để “sạch hóa” nguồn điện và “thông minh” hóa quá trình điều khiển, chúng ta cần sử dụng nhiều hơn các thiết bị điện tử công suất như trạm sạc xe điện, bộ chuyển đổi biến tần lai - nguồn cơn chính gây ra sóng hài. 

Tiếp đó, bóng đèn sợi đốt hoặc các thiết bị cơ khí đơn giản trong kỷ nguyên cũ nay đã được thay thế bằng những cỗ máy motor khổng lồ hay thiết bị điện tử công suất hiện đại cho kỷ nguyên điện hóa - tuy rất có ích trong việc tăng sản lượng và hiệu suất công việc nhưng lại tiêu thụ lượng lớn công suất phản kháng. 

Ngoài việc khó nhận diện bằng mắt thường, sóng hài còn có khả năng cộng hưởng nguy hiểm, tạo thành xung điện lớn có thể đánh thủng lớp cách điện của cáp ngầm, tăng nguy cơ chập cháy. Hay đơn giản, nếu trụ sạc xe điện gây nhiễu cho máy siêu âm của bệnh viện cùng khu vực, hệ thống điện nhà máy xuất hiện sóng hài do chất lượng lưới khu vực không đảm bảo, trách nhiệm sẽ thuộc về ai khi mà khung pháp lý về “ô nhiễm điện từ” ở Việt Nam vẫn còn khá mới mẻ. 

Lợi ích kinh tế khi đầu tư thiết bị Chất lượng điện BTB Electric

Với khả năng làm sạch dòng điện và nâng cao hệ số công suất, 2 dòng sản phẩm là bộ lọc hài chủ động AHF và tụ bù khô của BTB Electric được tin dùng trong nhiều hệ thống bù công suất phản kháng và triệt tiêu sóng hài tại các nhà máy quy mô vừa và lớn. 

Thiết bị của chúng tôi được nghiên cứu và sản xuất bởi đội ngũ R&D chuyên nghiệp và tận tâm nên không chỉ đáp ứng đúng và đủ các tiêu chuẩn quốc tế cao nhất về kỹ thuật điện mà còn được “bản địa hóa” để phù hợp với điều kiện khí hậu của từng quốc gia BTB Electric hiện diện. Do đó, việc đầu tư vào thiết bị Chất lượng điện của chúng tôi không đơn thuần chỉ là mua sắm thiết bị để giải quyết các vấn đề điện năng mà còn là khoản đầu tư có lãi suất rất rõ ràng. 

• Giảm phí phạt từ Điện lực hàng tháng: Tụ bù của BTB Electric có khả năng đóng ngắt các cấp tụ một cách chính xác theo hệ số công suất, giúp duy trì hệ số cosφ ở ngưỡng lý tưởng. Một khi khoản tiền phạt mua công suất phản kháng biến mất, các nhà máy có thể hoàn vốn thiết bị chỉ sau 6 - 12 tháng. Đặc biệt, tụ bù khô của chúng tôi khi kết hợp với bộ điều khiển tụ bù còn hỗ trợ cơ chế vận hành từ xa, rất thích hợp với các hệ thống có tính tự động hóa cao. 
• Giảm tổn thất điện năng: Cả sóng hài và giá trị PF thấp đều khiến dòng điện hao hụt dưới dạng nhiệt năng. Bộ lọc hài chủ động AHF ngoài triệt tiêu được dòng điện hài còn có thể cân bằng tải và bù công suất phản kháng với hiệu suất bù lên tới 97%. 
• Kéo dài tuổi thọ thiết bị: Với tụ bù và AHF, thiết bị, máy móc tại nhà máy sẽ được bảo vệ trước các tác nhân gây nóng động cơ, cháy tụ điện, hỏng board mạch. Khi chất lượng điện được cải thiện, tuổi thọ của động cơ và máy biến áp có thể kéo dài được thêm 20-30%. 
• Hạn chế Downtime: Trong sản xuất, chỉ 1 giờ dừng máy cũng có thể gây thiệt hại từ hàng trăm triệu đến hàng tỷ đồng. Đầu tư vào thiết bị Chất lượng điện của BTB Electric là khoản bảo hiểm vô hình nhưng vô cùng cần thiết đối với doanh nghiệp nhằm hạn chế tối đa thời gian “chết” của máy móc, từ đó nâng cao hiệu suất công việc và tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường. 

Câu hỏi thường gặp về chất lượng điện năng trong quá trình điện khí hóa 

Câu hỏi 1: Tại sao có nhận định “điện khí hóa” là kẻ thù của chất lượng điện?

Trả lời: Điện khí hóa là xu thế tất yếu của nhân loại nhưng lại làm thay đổi bản chất của tải tiêu thụ. Đơn cử như trước đây, hệ thống chủ yếu là tải tuyến tính (đèn sợi đốt, động cơ trực tiếp), nhưng hiện tại, tải phi tuyến chiếm tỷ trọng lớn hơn. Các thiết bị này có khả năng đóng cắt dòng điện ở tần số cực cao nhưng lại tạo ra sóng hài và làm lệch pha dòng điện, khiến chất lượng điện ngày càng đi xuống, nhất là ở khu công nghiệp, nhà máy, phân xưởng. 

Câu hỏi 2: Tại sao trạm sạc xe điện lại gây sụt áp trên đường dây nghiêm trọng? 

Trả lời: Trạm sạc EV là tải công suất lớn và có tính chất phi tuyến cao. Khi nhiều xe điện cùng sạc đồng thời, trạm sạc thu hút lượng điện khổng lồ trong thời gian ngắn. Nếu hệ thống dây dẫn không được tối ưu về hệ số công suất, dòng điện phản kháng sẽ chiếm dụng đường dây, gây ra tình trạng sụt áp trên diện rộng, ảnh hưởng đến cả khu vực. 

Câu hỏi 3: Đầu tư thiết bị Chất lượng điện có giảm được hóa đơn tiền điện không?

Trả lời: Có. Thiết bị của BTB Electric có khả năng giảm hóa đơn tiền điện hàng tháng theo 2 cách. 

• Một - Nâng cao hệ số công suất đến mức lý tưởng, tránh được phí phạt từ Điện lực. 
• Hai - Giảm tổn hao nhiệt trên dây dẫn và thiết bị, khiến lượng điện năng hao phí vô ích giảm xuống, kéo theo tổng số kWh tiêu thụ trên công tơ điện cũng giảm. 

Điện khí hóa là hành trình tất yếu để giảm phát thải khí nhà kính nhưng nếu chúng ta chỉ quan tâm đến tiêu chí “điện nhiều” mà bỏ qua vấn đề “điện sạch”, công cuộc này không khác gì “nước đổ lá khoai”. Bởi nhiều điện có thể giải quyết vấn đề thiếu điện trước mắt nhưng chỉ có điện sạch mới là yếu tố cốt lõi của phát triển bền vững. Sử dụng thiết bị Chất lượng điện của BTB Electric chính là giải pháp thiết yếu để sử dụng điện hiệu quả nhất trong một thế giới mà điện năng chính là năng lượng quan trọng nhất.