Hướng dẫn lắp đặt tủ tụ bù cho hệ thống và vận hành

Lê Hồng Phong

Nội dung bài viết

Chi phí vận hành hệ thống điện luôn là vấn đề được các doanh nghiệp, nhà máy quan tâm. Giải pháp tụ điện được sử dụng rộng rãi hiện nay, giúp doanh nghiệp tiết kiệm một lượng lớn chi phí điện năng vận hành cũng như các khoản phí phạt. Bài viết dưới đây của KTH ELECTRIC sẽ hướng dẫn doanh nghiệp cách lựa chọn tụ điện phản kháng và những điều cần lưu ý khi lắp đặt, vận hành.

Lợi ích của việc lắp đặt dàn tụ điện

Việc lắp đặt tụ điện cho hệ thống điện giúp giảm thiểu công suất phản kháng trong mạch điện, tăng công suất cosφ từ đó giảm tổn thất điện năng và tiết kiệm một lượng điện năng do chênh lệch cosφ.

thiết lập một biểu ngữ

Sử dụng tủ điều khiển tụ điện giúp hệ thống tiết kiệm chi phí bảo trì, thay thế. Tủ tụ điện làm giảm công suất phản kháng và giảm tổng công suất, giúp giảm áp suất truyền tải lên máy biến áp, hạn chế sụt áp, mất điện. Khi đó máy móc sẽ hoạt động ổn định hơn, tránh tình trạng quá tải điện, hỏng hóc phát sinh chi phí xử lý.

Cách lắp đặt tủ ngưng tụ tiết kiệm điện

Tủ tụ điện căn cứ vào công suất hoạt động của hệ thống để thiết kế phương án bù và công suất bù phù hợp.

Tại cơ sở sản xuất nhỏ

Cơ sở nhỏ có mức tiêu thụ điện năng thấp và công suất phản kháng thấp. Các thiết bị sử dụng hệ thống tạo sóng hài bậc thấp hầu như không cần thiết bị lọc sóng hài. Tùy theo điều kiện kinh tế và nhu cầu, khách hàng có thể lắp đầy đủ hoặc bổ sung tụ điện.

Phương pháp bù tĩnh được sử dụng rộng rãi trong trường hợp này với 1 – 2 tụ điện có công suất 2,5kVAr, 5kVAr hoặc 10kVAr. Tủ chứa thêm cầu dao MCB hoặc MCCB để bảo vệ mạch điện.

Ở cơ sở sản xuất vừa

Hệ thống sản xuất có đặc điểm tiêu thụ điện năng trung bình, hệ thống nhánh không quá phức tạp. Ngoài ra, các thiết bị điện sử dụng tạo sóng hài nhưng tác động không cao có thể cân nhắc lọc sóng hài hoặc không lọc sóng hài. Trong hệ thống này, để tiết kiệm năng lượng nên lắp đặt tụ điện nhiều cấp (bù động) để tránh bị phạt vì thừa công suất phản kháng.

Xem thêm Máy biến áp tăng áp là gì? Nguyên lý hoạt động và ứng dụng

Tụ điện có thể được điều khiển bằng tay hoặc tự động. Trong trường hợp bù thủ công, mạch chuyển mạch vẫn được sử dụng nhưng thao tác được thực hiện thủ công. Trong trường hợp bù tự động, người ta sử dụng bộ điều khiển tụ điện chuyên dụng, có thể bật tắt linh hoạt các mức tụ điện, tăng tốc độ và độ chính xác. Ngoài ra, bên trong tủ ngưng tụ này còn có các mạch bảo vệ và công tắc tơ chuyển mạch, các thiết bị hỗ trợ vận hành, đèn báo, đồng hồ đo lường…

Tại cơ sở sản xuất lớn

Ở các nhà máy sản xuất lớn, lượng điện năng tiêu thụ vô cùng lớn, đòi hỏi phải bố trí trạm biến áp điện và tủ phân phối riêng ở từng nhánh. Đồng thời, các thiết bị điện tạo ra sóng hài bậc cao, đòi hỏi hệ thống phải có bộ lọc sóng hài để bảo vệ các thiết bị điện và tụ điện.

Trong trường hợp này, dãy tụ điện sử dụng phương pháp bù động, tụ điện có công suất lên tới 100kVAr và có trang bị thiết bị bảo vệ. Bên trong tủ, ngoài các thiết bị quen thuộc như tụ điện, tụ điện điều khiển, cầu dao, công tắc tơ, linh kiện hỗ trợ thì cần bổ sung thêm cuộn kháng cho tụ điện và bộ lọc sóng hài chủ động hoặc thay thế các thiết bị trên bằng tụ điện thông minh với đầy đủ chức năng.

Hướng dẫn tính công suất dàn tụ điện

Tính công suất của dàn tụ điện hoàn toàn dựa vào công suất của tụ điện phản kháng. Công thức chung để tính toán là:

Qb = P x (tanφ1 – tanφ2)

Trong đó:

Qb: Tổng công suất của tụ điện
P: Công suất của tải
cosφ1, cosφ2: Hệ số công suất trước và sau khi bù

Hoặc có thể quy đổi tanφ1 – tanφ2 = k với k là hệ số cố định như bảng sau:

Cosφ2	0,90	0,91	0,92	0,93	0,94	0,95	0,96	0,97	0,98	0,99	1,00
Cosφ1	0,90	0,91	0,92	0,93	0,94	0,95	0,96	0,97	0,98	0,99	1,00
0,50	1,25	1,28	1,31	1,34	1,37	1,40	1,44	1,48	1,53	1,59	1,73
0,51	1,20	1,23	1,26	1,29	1,32	1,36	1,39	1,44	1,48	1,54	1,69
0,52	1.16	1.19	1,22	1,25	1,28	1,31	1,35	1,39	1,44	1,50	1,64
0,53	1.12	1.14	1.17	1,20	1,24	1,27	1,31	1,35	1,40	1,46	1,60
0,54	1,07	1.10	1.13	1.16	1,20	1,23	1,27	1,31	1,36	1,42	1,56
0,55	1,03	1,06	1,09	1.12	1.16	1.19	1,23	1,27	1,32	1,38	1,52
0,56	1,00	1,02	1,05	1,08	1.12	1,15	1.19	1,23	1,28	1,34	1,48
0,57	0,96	0,99	1,02	1,05	1,08	1.11	1,15	1.19	1,24	1h30	1,44
0,58	0,92	0,95	0,98	1,01	1.04	1,08	1.11	1,15	1,20	1,26	1,40
0,59	0,88	0,91	0,94	0,97	1,01	1.04	1,08	1.12	1.17	1,23	1,37
0,60	0,85	0,88	0,91	0,94	0,97	1,00	1.04	1,08	1.13	1.19	1,33
0,61	0,81	0,84	0,87	0,90	0,94	0,97	1,01	1,05	1.10	1.16	1h30
0,62	0,78	0,81	0,84	0,87	0,90	0,94	0,97	1,01	1,06	1.12	1,27
0,63	0,75	0,78	0,81	0,84	0,87	0,90	0,94	0,98	1,03	1,09	1,23
0,64	0,72	0,74	0,77	0,81	0,84	0,87	0,91	0,95	1,00	1,06	1,20
0,65	0,68	0,71	0,74	0,77	0,81	0,84	0,88	0,92	0,97	1,03	1.17
0,66	0,65	0,68	0,71	0,74	0,78	0,81	0,85	0,89	0,94	1,00	1.14
0,67	0,62	0,65	0,68	0,71	0,75	0,78	0,82	0,86	0,90	0,97	1.11
0,68	0,59	0,62	0,65	0,68	0,72	0,75	0,79	0,83	0,88	0,94	1,08
0,69	0,56	0,59	0,62	0,65	0,69	0,72	0,76	0,80	0,85	0,91	1,05
0,70	0,54	0,56	0,59	0,62	0,66	0,69	0,73	0,77	0,82	0,88	1,02
0,71	0,51	0,54	0,57	0,60	0,63	0,66	0,70	0,74	0,79	0,85	0,99
0,72	0,48	0,51	0,54	0,57	0,60	0,64	0,67	0,71	0,76	0,82	0,96
0,73	0,45	0,48	0,51	0,54	0,57	0,61	0,64	0,69	0,73	0,79	0,94
0,74	0,42	0,45	0,48	0,51	0,55	0,58	0,62	0,66	0,71	0,77	0,91
0,75	0,40	0,43	0,46	0,49	0,52	0,55	0,59	0,63	0,68	0,74	0,88
0,76	0,37	0,40	0,43	0,46	0,49	0,53	0,56	0,60	0,65	0,71	0,86
0,77	0,34	0,37	0,40	0,43	0,47	0,50	0,54	0,58	0,63	0,69	0,83
0,78	0,32	0,35	0,38	0,41	0,44	0,47	0,51	0,55	0,60	0,66	0,80
0,79	0,29	0,32	0,35	0,38	0,41	0,45	0,48	0,53	0,57	0,63	0,78
0,80	0,27	0,29	0,32	0,35	0,39	0,42	0,46	0,50	0,55	0,61	0,75
0,81	0,24	0,27	0,30	0,33	0,36	0,40	0,43	0,47	0,52	0,58	0,72
0,82	0,21	0,24	0,27	0,30	0,34	0,37	0,41	0,45	0,49	0,56	0,70
0,83	0,19	0,22	0,25	0,28	0,31	0,34	0,38	0,42	0,47	0,53	0,67
0,84	0,16	0,19	0,22	0,25	0,28	0,32	0,35	0,40	0,44	0,50	0,65
0,85	0,14	0,16	0,19	0,22	0,26	0,29	0,33	0,37	0,42	0,48	0,62
0,86	0,11	0,14	0,17	0,20	0,23	0,26	0,30	0,34	0,39	0,45	0,59
0,87	0,08	0,11	0,14	0,17	0,20	0,24	0,28	0,32	0,36	0,42	0,57
0,88	0,06	0,08	0,11	0,14	0,18	0,21	0,25	0,29	0,34	0,40	0,54

Xem thêm Ổ cắm điện đa năng là gì? Mua ở đâu để có giá tốt nhất?

Ví dụ: hệ số công suất của tải trước khi bù (cosφ1) là 0,75, sau khi bù (cosφ2) là 0,95. Như vậy, tanφ1 tương đương là 0,88 và tanφ2 là 0,33. Công suất tải hiện tại là 100 kW. Dựa vào công thức ta sẽ tính được Qb = 100 x (0,88 – 0,33) = 55 kVAr.

Ngoài phương pháp tính công suất tụ điện theo hệ số cosφ, bạn có thể tham khảo thêm các phương pháp khác theo công suất trạm biến áp, theo hóa đơn tiền điện đã được KTH ELECTRIC phân tích chi tiết trong bài viết:

Hướng dẫn tính công suất máy biến áp và tụ tải

Những lưu ý và vị trí khi lắp đặt dàn tụ điện

Khi lắp đặt tủ ngưng tụ, ngoài thông số kỹ thuật hay chất lượng thiết bị thì vị trí lắp đặt khá quan trọng. Với tủ tụ điện hạ thế, vị trí lắp đặt có thể là: tụ điện ngưng tụ và tủ đặt ở phía thanh cái hạ áp trạm biến áp; ở các cụm tụ điện có tủ đặt cạnh tủ phân phối chính MSB; Không sử dụng tủ điện và đặt tụ điện cho từng thiết bị điện.

Phương pháp đặt các dàn tụ điện thành từng nhóm tụ điện và bố trí cạnh tủ phân phối chính hoặc mạch điện chính được sử dụng phổ biến nhất vì mang lại hiệu suất cao và giảm tổn thất ở cả mạch cao áp và hạ áp. Tuy nhiên, nhược điểm là phải bố trí các dàn tụ tương ứng với các nhóm tụ và bị phân tán trong mạch nên việc vận hành khó khăn và thiếu đồng bộ.

Xem thêm Phân biệt các đường cong đặc tính của CB (CB trip curve)

Thành lập doanh nghiệp

Muốn chọn phương pháp ít tổn thất điện năng nhất thì cần đặt tụ điện cho từng thiết bị điện riêng biệt, nghĩa là không sử dụng tủ điều khiển tụ điện. Tuy nhiên, tụ điện sẽ ngừng hoạt động khi các thiết bị điện ngừng hoạt động khiến hiệu suất thấp.

Phương án đặt tủ tụ điện trong khu vực trạm biến áp, nối với máy cắt tổng nhìn chung là tối ưu nhất. Tùy chọn này dễ dàng đo các chỉ số, dễ vận hành và linh hoạt trong việc điều chỉnh công suất tụ điện bên trong.

Lưu ý khi vận hành tủ ngưng tụ

Thành lập doanh nghiệp

Trong quá trình vận hành tủ ngưng tụ cần lưu ý những điều sau:

Khi điện áp của tụ lớn hơn 50V thì không đóng tụ lại vào mạch.
Khi ngắt cầu dao tổng trong tủ điện cần ngắt phía tụ điện trước khi ngắt nguồn điện
Khi cấp nguồn cho tủ, bạn cần bật nguồn chính trước, sau đó mới bật tụ điện.

Trong quá trình vận hành, cần đảm bảo nhiệt độ xung quanh tủ không vượt quá 35 độ C và điện áp trên cực tụ không vượt quá 110%. Khi điện áp vượt quá mức trên cần ngắt ngay tụ ra khỏi mạng để tránh tụ bị phồng, nổ.

KTH ELECTRIC vừa hướng dẫn các bạn cách tính chọn tụ điện và những điều cần lưu ý trong quá trình lắp đặt, vận hành tụ điện. Bạn có thể tham khảo thông số tủ tụ điện và nhận hướng dẫn lắp đặt tại: https://btb-electric.com/vi/tu-tu-bu/

Kiến thức ngành điện