Sử dụng tụ bù để cải thiện Hệ số công suất

Bài viết liên quan

1. CÔNG SUẤT HỮU DỤNG VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
Công suất hữu dụng, được đo bằng kilowatt (kW), là công suất thực tế (còn có tên gọi là shaft power, true power) được sử dụng bởi một phụ tải nhằm thực hiện một nhiệm vụ nhất định. Tuy nhiên, có một số thiết bị phụ tải như động cơ lại cần một loại công suất khác gọi là công suất phản kháng (kVAR) để tạo ra từ trường. Mặc dù công suất phản kháng là ảo nhưng nó thường quyết định mức phụ tải (nhu cầu) của một hệ thống điện. Thiết bị sử dụng phải trả cho công suất toàn phần (nhu cầu) như vẽ trong hình dưới.

Véctơ tổng của hệ số công suất hữu dụng và hệ số công suất phảng kháng và công suất hữu dụng là công suất toàn phần, được tính bằng kVA (kilo Volts-Amperes). Đây là công suất công ty điện chuyển tới cho khách hàng. Về mặt toán học, công suất toàn phần được thể hiện bằng công thức:

2. ĐIỀU CHỈNH HỆ SỐ CÔNG SUẤT
2.1 Hệ số công suất là gì?
Hệ số công suất là tỷ số giữa công suất hữu dụng (kW) và công suất toàn phần (kVA), hoặc là cosin của góc giữa công suất hữu dụng và công suất toàn phần. Công suất phản kháng cao, góc này sẽ tăng và hệ số công suất sẽ giảm xuống.

Hệ số công suất của mạch điện

Hệ số công suất luôn nhỏ hơn hoặc bằng 1. Về mặt lý thuyết, nếu tất cả các phụ tải điện do công ty điện cung cấp đều có hệ số công suất bằng 1, điện tối đa chuyển giao sẽ bằng công suất của hệ thống phân phối. Tuy nhiên, vì phụ tải là cảm ứng và nếu hệ số công suất dao động trong khoảng từ 0,2 tới 0,3, công suất của lưới phân phối điện sẽ bị quá tải. Vì vậy, công suất phản kháng (kVAR) cần phải càng thấp càng tốt đối với sản lượng kW tương tự để giảm thiểu công suất toàn phần (kVA).

2.2 Sử dụng tụ bù để cải thiện Hệ số công suất
Có thể cải thiện hệ số công suất bằng cách lắp đặt tụ bù để điều chỉnh hệ số công suất vào hệ thống phân phối điện của nhà máy. Những tụ bù này hoạt động như là máy phát công suất phản kháng và nhờ vậy giảm được lượng công suất phản kháng, và công suất toàn phần được tạo ra bởi phía cung cấp điện.

Tụ bù tạo ra dòng kVAR  

Dưới đây là một ví dụ minh hoạ việc cải thiện hệ số công suất nhờ lắp đặt tụ bù.


2.3 Lợi ích của việc cải thiện Hệ số công suất nhờ lắp thêm tụ bù
Lợi ích của việc cải thiện Hệ số công suất nhờ lắp thêm tụ bù là:

Đối với công ty:
- Cần đầu tư một lần để mua và lắp đặt tụ bù nhưng không tốn chi phí vận hành.
- Giảm chi phí sử dụng điện của công ty vì (a) công suất phản kháng (kVAR) không do công ty sử dụng tạo ra và nhờ vậy, công suất toàn phần (kVA) giảm và (b) không bị phạt do vận hành với hệ số công suất quá thấp.
- Giảm tổn thất phân phối (kWh) trong mạng lưới của nhà máy
- Mức độ điện áp ở cuối phụ tải tăng, giúp cải thiện hoạt động của động cơ

Đối với nhà cung cấp điện
- Thành phần phản kháng trong mạng lưới và cường độ tổng của dòng điện trong hệ thống từ cuối nguồn giảm
- Giảm tổn thất I2R trong hệ thống vì cường độ dòng điện giảm
- Tăng công suất đáp ứng của lưới điện, giảm nhu cầu lắp đặt để tăng thêm công suất

Nguồn bài viết: Chương trình môi trường liên hợp quốc (năm 2006) UNEP - 

Hướng dẫn Sử dụng năng lượng hiệu quả trong ngành công nghiệp Châu Á

Chia sẻ bài viết