Cuộn kháng trung thế: Chức năng và ứng dụng

Lê Hồng Phong

Lò phản ứng trung thế là loại lò phản ứng dùng cho thiết bị điện trung thế và có những tính năng cơ bản của lò phản ứng. Loại cuộn dây điện trở này có đặc điểm gì khác biệt và được ứng dụng như thế nào trong thực tế? Hãy cùng KTH ELECTRIC tìm hiểu qua bài viết sau đây.

Lò phản ứng trung thế là gì?

Lò phản ứng trung thế là lò phản ứng hoạt động ở lưới điện trung áp, có điện áp từ 1000V. Loại lò phản ứng này thường được lắp đặt một tụ điện trung thế để duy trì dòng điện ổn định và hạn chế tình trạng cúp điện.

Dòng điện tiêu chuẩn dùng cho thiết bị điện là 220V/50Hz hoặc 380V/50Hz. Dòng điện áp có tần số trên 50Hz là thành phần hài gây suy giảm chất lượng điện năng trong mạch, làm thay đổi chỉ số điện áp và cường độ dòng điện. Trong thực tế, sóng hài được chia thành các cấp số mũ của tần số tiêu chuẩn 50Hz: sóng hài bậc 5 tương ứng với 250Hz, sóng hài bậc 7 tương ứng với 350Hz, v.v. Cuộn kháng là giải pháp hiệu quả để loại bỏ các dòng điện hài đó ra khỏi mạch. Lò phản ứng trung thế được sử dụng phổ biến trong các nhà máy công nghiệp, xí nghiệp, nhà xưởng với nhiệm vụ lọc ra các sóng hài có hại cho nguồn điện, nâng cao hiệu quả sản xuất.

Nguyên lý hoạt động của lò phản ứng trung thế

Trong mạch điện xoay chiều, độ tự cảm càng lớn thì tần số dòng điện (tỷ lệ thuận) càng lớn nhưng tỷ lệ nghịch với cường độ dòng điện. Khi độ tự cảm cao thì dòng điện chạy qua lò phản ứng trung thế sẽ giảm. Lò phản ứng trung thế được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy có nhiều máy công suất lớn nhằm loại bỏ sóng hài bậc cao. Khi kết hợp với tụ điện trung thế, lò phản ứng trung thế sẽ tạo ra công suất phản kháng, bảo vệ tụ điện và cải thiện chất lượng điện năng.

Mặt khác, cuộn kháng trung thế giúp loại bỏ sóng hài bậc cao và đảm bảo dòng điện ổn định, tăng độ bền cho thiết bị khi lùi hoặc thay đổi tốc độ đột ngột. Đặc biệt, tần số sóng càng cao thì dòng điện hài qua cuộn dây càng nhỏ. Nhờ hai nguyên lý làm việc này mà các lò phản ứng trung thế chủ yếu được lắp đặt các bộ biến tần và tụ điện trung thế.

Chức năng của lò phản ứng trung thế

Lò phản ứng trung thế có hai chức năng nổi bật: bảo vệ biến tần và bảo vệ các thiết bị điện.

Lò phản ứng trung thế khi được lắp tụ điện sẽ có chức năng bảo vệ tụ điện và các thiết bị liên quan như contactor, rơle nhiệt, cầu dao. Các tụ điện trung thế có lắp đặt cuộn kháng sẽ hoạt động hiệu quả hơn và ít bị ảnh hưởng bởi hiện tượng méo dòng điện.

Cuộn kháng trung thế có chức năng bảo vệ biến tần với 2 loại: cuộn dây AC (đầu vào biến tần) và cuộn dây DC (đầu ra biến tần). Bất kể tốc độ hay tần số thay đổi như thế nào, biến tần và động cơ đều hoạt động tốt khi được lắp đặt cùng với lò phản ứng.

=>> Xem thêm: Nhận biết cuộn dây điện trở 6% – Đặc điểm và ứng dụng

Các loại cuộn dây điện trở trung thế

Hiện nay, lò phản ứng trung thế được chia thành 6 loại:

• Lò phản ứng nối đất: Dùng để nối đất trở kháng thấp của dây trung tính trong hệ thống điện 3 pha, nối với dây trung tính của máy biến áp. Loại lò phản ứng trung thế này được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện mặt trời.
• Lò phản ứng giới hạn dòng điện khởi động: Chức năng giảm dòng khởi động của máy biến áp.
• Lò phản ứng giới hạn dòng ngắn mạch CLR: Hạn chế dòng điện ngắn mạch sinh ra trong hệ thống điện, giảm chi phí thay thế thiết bị có dòng điện ngắn mạch thấp hơn dòng điện ngắn mạch trong hệ thống.
• Công suất cuộn dây điện trở: Giới hạn dòng điện và điện áp nhờ kết nối tụ điện để hiệu chỉnh hệ số công suất.
• Cuộn dây điện trở trơn DC: Làm mịn dòng điện trong mạch trung thế DC, giảm dòng điện hài và dòng quá tải.
• Lò phản ứng liên DC: Kết nối với đầu ra của 2 nguồn điện một chiều song song để chặn dòng điện hai chiều giữa các máy biến áp và triệt tiêu chênh lệch điện áp nguồn song song.

Nên sử dụng lò phản ứng trung thế trong trường hợp nào?

Khi lựa chọn lò phản ứng trung thế để lắp đặt cần lưu ý:

• Điện áp sử dụng phù hợp từ 1000V trở lên,
• Mức hài của lò phản ứng tương thích với nhu cầu lọc sóng hài: 6%, 7%, 13%, 14%,…
• Đo công suất tụ điện để chọn công suất lò phản ứng tương ứng: 30kVAr, 50kVAr, 100kVAr,…

Ngoài việc lựa chọn phù hợp, quá trình sử dụng cuộn kháng trung thế đúng cách cũng sẽ giúp thiết bị hoạt động hiệu quả hơn và có tuổi thọ cao hơn:

• Kiểm tra chất lượng của lò phản ứng định kỳ thông qua đồng hồ vạn năng (thang đo Ohm hoặc thang đo điện áp). Tham khảo: Cách tính toán, lựa chọn và kiểm tra lò phản ứng lọc sóng hài.
• Đặt lò phản ứng ở môi trường thông thoáng, tránh đặt ở không gian chật hẹp hoặc nhiệt độ cao.

Bài viết này là tổng hợp những thông tin cơ bản về lò phản ứng trung thế mà KTH ELECTRIC muốn gửi đến các bạn. Đây có thể là cơ sở để bạn lựa chọn và sử dụng cuộn kháng phù hợp cho hệ thống điện vận hành.