Cấu tạo tụ bù 1 pha, hướng dẫn chọn và lắp đặt

Lê Hồng Phong

Tụ điện một pha 220V với khả năng ổn định dòng điện, hạn chế điện giật đã trở nên quen thuộc trong hệ thống lưới điện dân dụng và công nghiệp. Để tìm hiểu thêm về ứng dụng, hiệu quả của tụ điện một pha cũng như cách lựa chọn và lắp đặt loại thiết bị điện này, mời bạn đọc tham khảo bài viết sau đây của Điện BTB.

Tụ điện 1 pha là gì?

Các loại tụ điện được chia thành tụ điện cao thế, tụ điện trung thế và tụ điện hạ áp. Trong đó, tụ điện một pha 220V là tụ điện hạ thế. Đây là thiết bị có chức năng bù công suất phản kháng cho mạch điện, tăng hệ số cosφ, giảm nhiệt lượng, tăng tuổi thọ của thiết bị điện, tiết kiệm điện năng lãng phí và hóa đơn tiền điện.

Tụ điện một pha có cấu tạo gồm hai tấm dẫn điện là hai lá nhôm, ở giữa có các lớp cách điện. Lớp vỏ ngoài của tụ điện có dạng hình trụ, thường có cấu tạo 2 lớp bằng hợp kim nhựa và nhôm. Hai đầu tấm nhô ra khỏi vỏ, tạo thành hai cực nối vào lưới điện.

Ứng dụng của tụ điện 1 pha

Công dụng chính của tụ điện một pha:

• Giảm tổn thất điện năng
• Ổn định dòng điện, giảm sụt áp
• Tăng tuổi thọ của các thiết bị điện trong hệ thống
• Tiết kiệm tiền trên hóa đơn tiền điện
• Bảo vệ hoạt động của lưới điện

Vì vậy, tụ điện một pha được sử dụng rộng rãi trong thực tế, đặc biệt là trong các hệ thống điện dân dụng như hộ gia đình, doanh nghiệp, vườn cây ăn trái, trang trại nuôi tôm,… Ngoài ra, loại tụ điện này còn được sử dụng trong các hệ thống điện năng lượng mặt trời, hệ thống điện gió,… nhằm nâng cao hiệu suất chuyển đổi điện năng.

Công thức tính chọn tụ điện 1 pha

Năm 2014, Bộ Công Thương đã ban hành Thông tư 15/2015/TT-BCT quy định về mua bán công suất phản kháng như sau:

• Bên mua điện có công suất sử dụng tối đa đăng ký từ 40kW trở lên và hệ số công suất cosφ Hệ số công suất cosφ được xác định dựa trên dữ liệu từ công tơ điện trong một chu kỳ ghi chỉ số công tơ.
• Trường hợp bên mua điện có công suất sử dụng tối đa đăng ký nhỏ hơn 40kW nhưng thực tế sử dụng từ 40kW trở lên trong 3 chu kỳ ghi chỉ số liên tiếp thì bên mua điện cũng phải mua công suất phản kháng từ chu kỳ ghi tiếp theo của 3 chu kỳ ghi chỉ số liên tiếp.
• Phí phản kháng phải được thanh toán cùng kỳ với việc mua điện hữu ích và lập hóa đơn theo quy định của Bộ Tài chính.

Như vậy, nếu hóa đơn tiền điện có hệ số cosφ thì đơn vị tiêu thụ mỗi tháng sẽ lỗ thêm tiền nếu không lắp đặt tụ điện. Tính công suất của tụ điện một pha như sau:

Dựa vào thông tin trên hóa đơn để tìm dung lượng tụ điện một pha:

• Số kWh giờ bình thường (BT): 1.064.410 – 1.033.830 = 30.580 kWh
• kWh giờ cao điểm (CD): 330.665 – 322.013 = 8.652 kWh
• Số kWh giờ thấp điểm (TD): 32.836 – 31.945 = 891 kWh
• Tổng kWh: 30.580 + 8.652 + 891 = 40.123 kWh

Giả sử nhà máy sản xuất 24/24:

• Số kWh trong 1 ngày: 40.123/30 = 1.337,4 kWh
• Điện năng tiêu thụ trung bình: 1.337,4/24 = 55,7 kW

Cosφ trong tờ tiền là 0,82; Tra bảng hệ số k cần bù sao cho cosφ = 0,95 bằng 0,37 hoặc lấy tanφ1 – tanφ2 = 0,37.

Chọn mức dự trữ 30%, Qb = 55,7 x 0,37 x 1,3 = 26,8 kVAr.

Vì vậy, cần lắp đặt tụ điện một pha công suất 30 kVAr sẽ tiết kiệm được số tiền phạt công suất không tải hàng tháng là 6.785.888 đồng như trên hóa đơn.

Tìm hiểu thêm về cách tính tại: Hướng dẫn tính công suất và tải của tụ máy biến áp

Cách lắp tụ điện một pha rất đơn giản

Việc lắp đặt tụ điện 1 pha đúng cách đảm bảo quá trình tụ hoạt động hiệu quả, tối ưu hóa khả năng ổn định dòng điện và tiết kiệm điện.

Chuẩn bị trước khi lắp đặt:

• Kiểm tra khoảng cách an toàn các bộ phận mang điện giữa các pha và giữa pha với đất.
• Kiểm tra các kết nối dây.
• Kiểm tra xem tủ ngưng tụ đã được lắp đặt chắc chắn hay chưa.
• Kiểm tra dòng điện, đảm bảo phù hợp với dòng điện định mức trên tụ 1 pha.
• Kiểm tra các thông số của rơle và contactor điều khiển.

Kiểm tra tủ ngưng tụ trước khi lắp đặt:

• Kiểm tra khoảng cách an toàn giữa tụ điện một pha và các linh kiện điện khác trong tủ điện.
• Kiểm tra dây nối đất từ ​​tủ ngưng tụ.
• Chuyển rơle điều khiển sang chế độ Manual – vận hành bằng tay.
• Kiểm tra khả năng chuyển mạch của contactor thông qua đèn báo khi bật tắt.

Xem thêm: Nguyên lý hoạt động của tụ điện 3 pha và hướng dẫn lắp đặt

Lưu ý các thông số PFR quan trọng:

• Hệ số công suất lắp đặt: 0,92 – 0,95.
• Độ nhạy: 60 giây/bước, độ nhạy càng lớn thì tốc độ chuyển tụ càng chậm.
• Thời gian đóng lại: lớn hơn thời gian phóng điện của tụ điện đang hoạt động lớn nhất, tương ứng với thời gian an toàn để ngăn tụ điện ở mức tương đương khi chưa phóng điện hoàn toàn.
• Mức định mức: Bước tụ tối thiểu.
• Tổng độ méo sóng hài: Dựa trên sóng hài hiện tại.

Ngoài ra, với các hệ thống bù một pha phức tạp, bạn nên cân nhắc sử dụng thêm bộ điều khiển tụ bù

Những lưu ý khi sử dụng tụ điện 1 pha

• Đối với cơ sở sản xuất lớn: Với tổng công suất thiết bị lớn và thường là trạm biến áp, cần có phương pháp lọc sóng hài để bảo vệ tụ điện – sử dụng bộ lọc sóng hài chủ động AHF. Khi lắp đặt tụ điện một pha, bạn nên sử dụng hệ thống tụ điện tự động nhiều cấp và có thể lắp đặt một cuộn kháng để bảo vệ tụ điện và hạn chế cháy nổ.
• Đối với cơ sở sản xuất trung bình: Với tổng công suất
• Đối với cơ sở sản xuất nhỏ: Với tổng công suất

Trên đây là tổng hợp các thông tin về cấu tạo, ứng dụng và hướng dẫn lắp đặt tụ điện một pha vào hệ thống điện. Tụ điện một pha có tầm quan trọng rất lớn trong hệ thống điện sản xuất và là giải pháp hữu hiệu giúp tiết kiệm hóa đơn tiền điện. Bạn có thể xem thêm thông tin hữu ích về dàn tụ điện trên website KTH ELECTRIC.