background top page

Cuộn kháng là gì? Nguyên lý hoạt động và công dụng

Tại những khu vực có chất lượng điện kém, xuất hiện những sóng hài bậc cao ảnh hưởng xấu đến hoạt động của thiết bị điện, khiến các thiết bị này nhanh hỏng và tiêu hao nhiều năng lượng hơn. Đặc biệt tụ bù điện là thiết bị nhạy cảm với sóng hài, hư hỏng rất nhanh khi có sóng hài tác động.

Giải pháp trang bị cuộn kháng với khả năng lọc sóng hài cho tụ bù được ưu tiên sử dụng cho hầu hết hệ thống điện, mục đích để giảm sóng hài từ đó tăng hiệu quả sử dụng thiết bị điện. Trong bài viết dưới đây, bạn hãy cùng BTB Electric tìm hiểu về cấu tạo, chức năng, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của cuộn kháng điện.

Cuộn kháng điện là gì?

Cuộn kháng là một hoặc nhiều cuộn dây có điện cảm không đổi (không có lõi thép L>>R). Loại thiết bị này có khả năng hạn chế dòng ngắn mạch, hạn chế sóng hài và duy trì giá trị điện áp ở mức nhất định cho mạch điện nếu có sự thay đổi về dòng điện.

cuon khang dien cho tu bu

Riêng trong mạng điện hạ thế (điện sử dụng) hiện nay có rất nhiều phụ tải khi vận hành phát ra điện áp cao hơn rất nhiều tần số 50Hz, chính là sóng hài. Những thành phần sóng hài này làm thay đổi các thông số điện áp, tần số khiến dòng điện không còn tính chất như ban đầu. Đặc biệt nếu có cộng hưởng sóng hài bậc 5 – 250Hz và bậc 7 – 350Hz đều rất có hại cho phần tử điện. Do vậy để các thiết bị điện hoạt động trong mức tiêu chuẩn (với điện 3 pha là 380V – 50Hz) thì cuộn kháng là giải pháp để loại bỏ bớt tình trạng trên.

cuon khang dien cho tu bu

Cuộn kháng là thiết bị quen thuộc trong các loại tủ điện công nghiệp, đảm bảo hệ thống điện được vận hành hiệu quả hơn. Đặc biệt trong trường hợp dòng điện bị biến dạng đi nhiều, khả năng ổn định điện áp của cuộn kháng là rất quan trọng.

Chức năng, công dụng của cuộn kháng

Cuộn kháng có 2 chức năng chính là bảo vệ biến tần và bảo vệ thiết bị điện công nghiệp.

Bảo vệ biến tần

Chức năng quan trọng của cuộn kháng là bảo vệ biến tần của đoạn mạch. Cuộn kháng đầu ra biến tần (DC) và cuộn kháng đầu vào biến tần (AC) là 2 loại cuộn kháng sử dụng cho biến tần. Do đặc tính không đổi của cuộn kháng, thiết bị giúp giảm dòng điện đi qua biến tần, từ đó giúp biến tần và động cơ hoạt động trơn tru dù bị thay đổi tốc độ hay tần số.

cuon khang dien cho tu bu

Bảo vệ thiết bị điện công nghiệp

Với đặc điểm là một thiết bị điện thụ động, có khả năng cản trở dòng điện xoay chiều nên cuộn kháng có chức năng bảo vệ các thiết bị điện nói chung. Cuộn kháng điện được sử dụng kết hợp với tụ bù để lọc sóng hài bậc cao, bảo vệ tụ bù và các thiết bị đóng cắt mạch điện.

Cấu tạo cuộn kháng điện

Cuộn kháng có cấu tạo là 1 cuộn dây đồng quấn quanh lõi sắt từ. Tiết diện dây dẫn, số vòng dây và kích thước lõi sắt tỉ lệ với điện cảm trong cuộn kháng. Lõi sắt bên trong là dạng lõi rắn hoặc lõi lá, có chức năng tăng cường từ trường của dòng điện cuộn dây. Từ trường sinh ra cảm ứng để kìm hãm sự biến thiên dòng qua cuộn kháng và hạn chế sóng hài.

cau tao cuon khang dien

Ngoài ra cuộn kháng còn có thêm hệ thống tản nhiệt, cầu chì và vỏ bọc bên ngoài. Giữa lớp vỏ và cuộn dây có thể là lớp dầu ngâm hoặc lớp sơn cách điện để bảo vệ cuộn kháng.

Nguyên lý hoạt động của cuộn kháng điện

Tại mạch điện xoay chiều, cảm kháng tỉ lệ thuận với tần số của dòng điện. Tần số càng lớn thì cảm kháng càng lớn nên dòng điện chạy qua cuộn kháng sẽ càng nhỏ. Vì vậy tính chất này được ứng dụng cho cuộn kháng điện trong việc triệt tiêu sóng hài bậc cao.cuon khang dien

Cuộn kháng điện được sử dụng kết hợp với tụ bù công suất phản kháng để lọc sóng hài bậc cao. Khi tần số sóng hài càng cao thì cảm kháng của cuộn kháng càng lớn, do đó dòng điện sóng hài qua cuộn kháng sẽ càng nhỏ, giúp giảm thiểu tác động của sóng hài lên hệ thống điện.

=>> Đọc thêm: Nhận diện cuộn kháng 6% – Đặc điểm và ứng dụng

Nguyên lý hoạt động của cuộn kháng dựa trên nguyên lý dung kháng tỷ lệ nghịch với tần số dòng điện và cảm kháng tỉ lệ thuận với tần số dòng điện. Cuộn kháng được mắc nối tiếp với tụ bù điện để lọc sóng hài bậc 5 và bậc 7. Khi điện năng chứa những thành phần sóng hài bậc 5 và bậc 7 thì dòng điện qua tụ bù sẽ lớn hơn dòng điện xoay chiều không chứa sóng hài. Vì vậy thiết bị này sẽ tạo ra một điện áp tự cảm ngược pha với dòng điện, làm giảm dòng điện qua tụ bù, từ đó giảm thiểu tác động của sóng hài lên hệ thống điện.

cuon khang dien

Nhằm ổn định dòng điện đầu ra của biến tần nên cuộn kháng sẽ được lắp vào biến tần công nghiệp. Điều này giúp động cơ điện hoạt động trơn tru hơn, tăng độ bền khi thay đổi tốc độ, đảo chiều.

Phân loại các dòng cuộn kháng điện

Có 3 cách để phân loại cuộn kháng là theo điện áp, theo cấu tạo và theo ứng dụng.

Phân loại cuộn kháng theo điện áp:

  • Cuộn kháng hạ thế: Sử dụng cho hệ thống điện 440V – 1000V, ứng dụng cho điện nhà máy, công xưởng, xí nghiệp,…
  • Cuộn kháng trung thế: Sử dụng cho hệ thống điện từ 1000V, ứng dụng trong các trạm điện.

Phân loại cuộn kháng theo cấu tạo:

  • Cuộn kháng không dầu: Cuộn dây trong cuộn kháng quấn lấy lõi sắt và được phủ lớp sơn cách điện.
  • Cuộn kháng ngâm dầu: Cuộn dây trong cuộn kháng quấn lấy lõi sắt và được ngâm dầu cách điện.

Phân loại cuộn kháng theo ứng dụng:

  • Cuộn kháng thông thường: Sử dụng để bảo vệ tụ bù, relay, contactor và một số thiết bị khác để loại bỏ sóng hài, tăng chất lượng lưới điện.
  • Cuộn kháng bảo vệ biến tần: Chuyên dụng để bảo vệ biến tần, gồm cuộn kháng đầu vào (AC) và cuộn kháng đầu ra (DC).

Những lưu ý khi lựa chọn cuộn kháng điện

Trước khi chọn cuộn kháng điện, bạn cần đo đạc được sóng hài hiện có trong khu vực, từ đó xác định được thông số cuộn kháng cần lắp đặt là 6%, 7% hay cao hơn. Việc chọn cuộn kháng với thông số không phù hợp là nguyên nhân dẫn tới quá áp, nổ tụ bù và hỏng các thiết bị điện trong hệ thống. Ngoài ra cần biết rõ điện áp hệ thống là hạ thế hay trung thế để chọn loại cuộn kháng tương thích.

cuon khang dien cho tu bu

Cuộn kháng đa phần được lắp cùng tụ bù điện, do vậy dung kháng của tụ cũng cần tương thích với cuộn kháng, là 5kVAr, 10kVAr, 20kVAr hay cao hơn.

series reactor btb logo 1500

Chọn cuộn kháng từ thương hiệu thiết bị điện chất lượng giúp bạn an tâm hơn khi sử dụng đồng thời được hỗ trợ bảo hành, bảo dưỡng nhanh chóng. BTB Electric cung cấp cuộn kháng điện với dải công suất từ 10kVAr đến 100 kVAr, điện trở kháng 6% – 14%, được thiết kế đặc biệt với sự bão hòa ở mức cao. Sản phẩm đã được ứng dụng trong hệ thống tủ điện hạ thế tại nhà máy và tủ điện trung thế tại các công ty điện lực trên khắp Việt Nam.

Tham khảo sản phẩm tại: Cuộn kháng cho tụ bù BTB Electric

Ngày đăng 09:00 - 06/07/2024 - Cập nhật lúc: 11:49 AM , 16/07/2024
Xem nhiều
Tin mới