12-09-2025
Tủ tụ bù: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và chức năng
Tủ tụ bù với vai trò tích điện và phóng điện trong mạch điện, là hệ thống thiết bị quan trọng trong nhà máy sản xuất công nghiệp. Hiện tại có nhiều loại tủ điện bù với công suất và thiết kế khác nhau. Vậy cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của tủ tụ bù điện như thế nào? Bạn hãy theo dõi bài tổng hợp sau từ BTB Electric.
Tủ tụ bù là gì? Lợi ích khi lắp đặt
Tủ tụ bù hay tủ bù công suất phản kháng là tủ điện có khả năng tích điện tại một hiệu điện thế cố định nhằm nâng cao hệ số cosφ cho hệ thống điện. Lắp đặt tủ tụ bù cho phép chủ sở hữu tiết kiệm đáng kể chi phí sử dụng điện và tránh bị phạt tiền trong trường hợp hệ thống cosφ quá thấp (công suất phản kháng vượt mức cho phép).
Công suất phản kháng hay công suất vô công khiến các nhà máy, xưởng sản xuất, xí nghiệp phải trả thêm tiền điện hằng tháng nếu hệ số cosφ < 0.9 (theo quy định tại thông tư 15/2014/TT-BCN ngày 28/5/2014 của Bộ Công thương). Theo đó, bên mua điện có công suất sử dụng cực đại khi đăng ký tại hợp đồng mua bán điện từ 40kW trở lên và có hệ số công suất cosφ < 0.9 phải mua công suất phản kháng, tức trả tiền phạt. Do vậy giải pháp sử dụng tủ tụ bù là cần thiết để bù công suất phản kháng, giảm thiểu tiền phạt từ điện lực.
Cấu tạo tủ điện tụ bù
Cấu tạo tủ tụ bù bao gồm các tụ bù mắc song song với tải, bộ điều khiển tụ bù, contactor tụ bù, cuộn kháng cho tụ bù và một số linh kiện đi kèm. Tụ bù có 2 loại là tụ dầu và tụ khô, với dung lượng phổ biến trong khoảng 5 – 50kVAr. Cuộn kháng có chức năng lọc sóng hài để bảo vệ tụ bù. Contactor tụ bù điều khiển đóng ngắt tụ bù tùy theo hệ số công suất của hệ thống. Với những hệ thống điện lớn, tủ điện tụ bù được trang bị thêm bộ lọc sóng hài chủ động để đảm bảo ổn định hoạt động của tụ và các thiết bị điện khác.
Tham khảo giải pháp thiết bị của chúng tôi: Tủ tụ bù – BTB Electric
Nguyên lý hoạt động của tủ tụ bù
Tủ tụ bù có nguyên lý hoạt động dựa trên việc đo lường hệ thống công suất cosφ. Công suất phản kháng (Q) là 1 trong 2 loại công suất từ nguồn tới tải, bên cạnh công suất tác dụng. Loại công suất này không hữu ích trong quá trình biến đổi năng lượng điện. Bên cạnh đó là công suất hữu ích (P) khi thiết bị tiêu thụ điện. Hai loại công suất này hợp thành công suất biểu kiến (S).
- S2 = P2 + Q2
- P = S x cosφ
- Q = S x sinφ
Tủ tụ bù đo lường công suất cosφ hiện tại trên hệ thống, so sánh với mức công suất tiêu chuẩn để điều chỉnh lại, giúp truyền tải điện tăng từ nguồn ra tải tốt hơn. Hệ số cosφ càng cao, thiết bị sẽ tạo ra càng nhiều công suất hữu ích. Khi sử dụng tụ bù, nguồn điện chỉ cần cung cấp một phần công suất phản kháng, phần còn lại sẽ được tụ bù bổ sung. Kết quả là công suất hữu ích của thiết bị sẽ được gia tăng.
Trong chế độ vận hành tự động, bộ điều khiển tụ bù được đặt trong tủ tụ bù điện sẽ tự động đánh giá lượng công suất phản kháng cần bù để đưa tín hiệu đóng cắt tới tụ bù điện. Có khoảng 4 – 14 cấp bù điện, ứng với từng contactor khác nhau. Có nhiều phương thức bù được triển khai như bù nền, bù động, bù tập trung, bù riêng, bù theo nhóm,…
Chức năng của tủ tụ bù
Tủ tụ bù có vai trò quan trọng trong việc tăng hệ số cosφ, giảm thiểu chi phí do công suất vô công gây ra. Điều này còn giúp doanh nghiệp sử dụng được máy biến áp, thiết bị đóng cắt và dây điện có tiết diện nhỏ hơn, giảm tải cho máy biến áp, đồng thời giảm tổn thất điện năng và sụt áp trên mạng điện.
Ngoài ra, hệ số cosφ cao giúp hệ thống điện tối ưu hóa tiêu thụ các thành phần tham gia cung cấp điện. Điều này ngăn chặn tình trạng các thiết bị điện không bị đặt ở công suất vượt quá mức cần thiết. Tuy nhiên, để đạt hiệu quả và đảm bảo an toàn tối đa, bạn nên đặt loại tủ điện điều khiển này gần các thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng. Khi truyền tải điện năng, dòng điện làm nóng dây dẫn và gây sụt áp trên đường dây. Vì dòng điện tỷ lệ với công suất biểu kiến, việc sử dụng tụ bù để bù công suất phản kháng sẽ giúp làm mát hệ thống, tăng hệ số công suất (cosφ) và cải thiện hiệu quả truyền tải điện năng.
Ứng dụng của tủ tụ bù
Tủ tụ bù được lắp đặt tại các hệ thống điện công nghiệp hoặc điện thương mại, bao gồm tại các nhà máy, công xưởng, tòa nhà chung cư, văn phòng, trung tâm thương mại,… Hệ tủ điện này được ứng dụng cho mạch điện có chứa các thiết bị mang tính cảm kháng cao (thành phần sinh công suất phản kháng).
Trong quá trình lắp đặt, có thể kết hợp tủ điện tụ bù và tủ điện tổng MSB hoặc đặt độc lập. Với từng vị trí lắp đặt và ứng dụng cho hệ thống điện cụ thể, cần lập trình tối ưu cho bộ điều khiển tụ bù để quá trình đóng cắt tụ được phù hợp.
Những lưu ý khi lắp tủ điện tụ bù
Lắp đặt tủ tụ bù có thể dựa vào quy mô của hệ thống điện để lựa chọn công suất bù, phương pháp bù cũng như các thiết bị bên trong tủ.
- Tại hệ thống điện cỡ nhỏ: Chọn cách bù tĩnh (bù nền) cho chi phí tối ưu nhất. Cấu tạo tủ điện tụ bù khá đơn giản với vỏ tủ, 1 aptomat đóng ngắt, 1 tụ bù công suất phản kháng công suất không quá 10kVAr.
- Tại hệ thống điện cỡ vừa: Phân tụ bù thành nhiều cấp, bao gồm bù thủ công và bù tự động. Cấu tạo tủ bao gồm: Vỏ tủ, 1 bộ điều khiển tụ bù (rơ le công suất phản kháng), 1 aptomat tổng, các tụ bù, 1 contactor, các cuộn kháng cho tụ bù, đèn báo, đồng hồ đo và một số linh kiện khác.
- Tại hệ thống điện cỡ lớn: Chọn phương pháp bù tự động, cấu tạo tủ ngoài các thiết bị tương tự hệ thống điện cỡ vừa, có thể chọn tụ bù thông minh và thêm bộ lọc sóng hài chủ động để hạn chế thiệt hại do sóng hài.
Bên cạnh công suất tụ bù, khi lắp đặt loại tủ điện công nghiệp này cần chú ý tới các yếu tố kỹ thuật khác, bao gồm: số cấp bù tự động; bù nền; độ bền tụ bù; thông số kỹ thuật của aptomat, contactor, cuộn kháng, bộ lọc sóng hài,.. cần tương thích với nhau; chọn loại tụ bù khô hay tụ bù dầu; chọn mức điện áp;…
Như BTB Electric đã đề cập trong bài, có rất nhiều phương pháp bù công suất phản kháng với lợi ích và tác hại riêng. Khi chọn phương pháp cho tủ điện bù cần cân nhắc kỹ lưỡng, tránh các rủi ro như khó khởi động động cơ, tiêu thụ nhiều điện tăng, hư hại máy biến áp, quá tải hệ thống, chi phí đầu tư lớn, không tương thích với mạch điện sẵn có,…
Chọn thiết bị trong tủ tụ bù từ BTB Electric
BTB Electric cung cấp các thiết bị điện quan trọng cho tủ điện tụ bù, bao gồm tụ bù khô, cuộn kháng cho tụ bù, aptomat, contactor, bộ điều khiển tụ bù và bộ lọc sóng hài chủ động. Chất lượng các thiết bị đã được kiểm chứng với tiêu chuẩn EN/IEC và đã được sử dụng rộng rãi tại các nhà máy công nghiệp tại Việt Nam. Các nhà thầu lắp đặt tủ tụ bù cho dự án có thể chủ động liên hệ chúng tôi để được cung cấp thiết bị điện chất lượng.
Tham khảo thông tin các sản phẩm của chúng tôi:
|
|
|
|
|
|
