Công Suất Phản Kháng

Công suất phản kháng là một phần không thể thiếu trong bất kì máy móc nào, đặc biệt là những phụ tải có tính cảm như động cơ không đồng bộ, máy biến áp. Nó giúp các tải này trong quá trình khởi động và làm việc. Bài viết dưới đây chúng ta cùng tìm hiểu rõ hơn về công suất phản kháng nhé.

Công suất phản kháng là gì

Nó thường được gọi là công suất vô công ( Reactive Power ) là một phần công suất được tạo ra bởi từ trường trong tuabin máy phát điện, rất quan trọng đối với các tải cảm.

Reactive Power này góp phần quan trọng tạo nên từ trường trong quá trình khởi động, nếu như không có nó đồng nghĩa với việc không khởi động được loại phụ tải này.

Vậy đến đây các bạn đã hiểu công suất phản kháng có tác dụng gì rồi chứ.

Công suất phản kháng sinh ra từ đâu

• Trong thực tế điện năng được sản sinh ra từ máy phát nhà máy thủy điện, nhiệt điện được truyền đi bao gồm 2 thành phần chính là Công suất thực ( P) và công suất phản kháng (Q).
• Nó là hai dạng năng lượng rất cần thiết khi vận hành bất kỳ hệ thống phụ tải nào

Hiểu công suất thực ( P )

• Sở dĩ nó được gọi là công suất thực, hay công suất có ích vì dạng năng lượng này trực tiếp biến đổi thành cơ năng, nhiệt năng mà chúng ta cần đến
• Phần công suất phản kháng chiếm tỉ lệ rất nhỏ, tùy theo đặc tính của từng tải mà dùng ít hay nhiều. Ví như, nếu tải chỉ là thanh nhiệt thì không cần đến công suất vô công VC, nhưng tải là máy biến áp, động cơ thì bắt buộc phải có nó.

Thế nên ngay từ nhà máy phát điện, họ điều chỉnh kích từ của máy phát sao để hệ số công suất cos phi tiến gần tới 1, tức là công suất phản kháng chiếm tỷ lệ nhỏ nhất. Vậy hiểu nôm na ra là lượng điện năng chủ yếu được truyền đi là lượng công suất thực ( P)

Tại sao phải làm vậy, có hai lý do sau.

1. Công suất vô công ( kVar ) có thể được bù bằng tủ bù công suất phản kháng và điều chỉnh một cách linh hoạt được
2. Nếu cõng thêm Q (kvAr) trên đường dây truyền tải cùng tỷ lệ với P ( kW) thì cơ sở hạ tầng điện sẽ phải đầu tư nhiều hơn, dây cáp sẽ to hơn. Chưa kể kVar là nguyên nhân chính gây ra tổn hao trên đường dây tải điện

Cách bù công suất phản kháng trong hệ thông điện

Tại sao lại phải bù VC

Qua đây chúng ta hiểu rằng, công suất vô công dù chiếm tỉ trọng rất nhỏ trong tổng nhu cầu, nhưng rất cần thiết. Nhưng bởi vì các nhà máy phát điện chỉ chủ yếu truyền công suất hữu dụng P, đâm ra chúng ta phải nghĩ phương án bù vào đường dây trước khi cấp đến nơi tiêu thụ

Về phía sở điện lực :

Xuyên suốt quá trình truyền tải điện năng, nào là nâng áp, hạ áp. Họ đều phải bố trí các tủ tụ bù, hay máy bù đồng bộ ngay các nút, mạng theo quy định nhằm đảo bảo chất lượng điện truyền tải, và tránh hao phí. Chúng ta thường hay nghe tới bù ngang, hay bù dọc mà EVN hay nhắc đến

Thể hiện rõ nét hơn là chúng ta thấy các trạm tủ tụ bù công suất phản kháng được đặt ngay dưới chân các trạm biến áp phân phối nhằm đáp nhưng nhu cầu kVar cho các phụ tải phía sau tiêu thụ.

Thế nhưng bù như nào, và công suất bao nhiêu cho đủ, đó là bài toán khó của sở điện lực bởi vì

• Mức độ phát triển phụ tải tăng theo từng ngày và khó kiểm soát theo kế hoạch
• Cơ sở hạ tầng ngành điện không thể đáp ứng đủ nhu cầu lượng điện phản kháng, hài hòa cho toàn khu vực. Bởi vì có những nơi dùng ít như khu dân cư, nhưng có những nơi dùng rất nhiều như khu công nghiệp nặng.
• Vậy nên nếu chỉ có một mình EVN đứng mũi chịu sào trong việc cung ứng lượng điện phản kháng là không thể

Hướng giải quyết vấn đề trên

Hướng giải quyết vấn đề này được trình bài trong bài tủ bù công suất phản kháng các bạn đọc để rõ hơn. Cụ thể được trình bày ngắn gọn như sau.

Sở điện lực căn cứ vào công tơ điện hàng tháng đo tỷ lệ phần trăm lượng điện thực tiêu thu ( kW ) và lượng điện năng phản kháng ( kVar)  và được quy ra với tên gọi là hệ số công suất cos phi.

Theo như quy định thì lượng điện năng phản kháng tiêu thụ không được vượt quá 10 % ( Thông tư mới nhất ) thì hóa đơn tiền điện sẽ không có khoản tiền phạt ký hiệu là VC ghi ngay trước chỗ tổng kết tiền điện sau khi đã tính toán

Hệ số K % phạt này được quy đổi ra theo bảng của EVN tùy theo mức độ cos phi hạ xuống bao nhiêu, với sai số được tính chính xác tới 0.01

Và cuối cùng lấy hệ số K % nhân với lượng điện năng thực là tiền điện chúng ta phải nộp thêm hàng tháng

Mong muốn của sở điện lực 

Hình thức phạt này EVN muốn nói với các doanh nghiệp là các ông chủ business hãy bớt chút tiền ra mà trang bị cho mình hệ thống tụ bù để các ông tiêu dùng lấy, chúng tôi chỉ hỗ trợ ít mà thôi.

Các phương pháp bù công suất phản kháng

Thực tế cho thấy để xác định phương pháp bù phản kháng cho doanh nghiệp phải tính toán, căn cứ và rất nhiều yếu tố, đặc tính tải của nơi đó.

Vì nếu không tính một cách chính xác và khoa học sẽ gây ra hiện tượng bù dư, thừa công suất phản kháng, điều này dân điện thường hay nói là công suất phản kháng âm, nó gây tăng áp cục bộ, ảnh hưởng xấu đến lưới điện. Dưới đây là một vài phương thức bù công suất phản kháng chung thường thấy các doanh nghiệp áp dụng.

Việc đầu tiên chúng ta phải rà soát , hệ thống lại tất cả các tải tiêu thụ và tách chúng ra làm hai nhóm.

1. Nhóm tiêu thụ ít công suất phản kháng như máy cắt laze, máy nung nhiệt, những thiết bị mà không chứa động cơ công suất lớn, hay máy biến áp
2. Nhóm tiêu thụ lượng điện vô công nhiều, sắp xếp dần theo công suất và mức độ tiêu thụ

Qua bước này ta hệ thống được một cách chính xác những tải tiêu thụ VC

Xong bước này hãy thay đổi và cải tiến dây truyền công nghệ, thay thế, cải tiến các hệ thống dây truyền đã lạc hậu. Bởi vì những máy móc thế hệ mới  bây giờ được tính toán một cách tối ưu trong việc tiêu thụ điện, ít khi làm ảnh hưởng đến chất lượng điện năng.

Cụ thể bằng các việc như sau :

• Thay thế các động cơ điện không đồng bộ chạy non tải, thiết kế thừa công suất bằng động cơ công suất nhỏ hơn bám sát nhu cầu của máy móc
• Biến áp chạy non tải cũng phải được thay thế loại biến áp công suất phù hợp
• Hạn chế chạy các động cơ không đồng bộ, máy biến áp, các tải cảm ở chế độ không tải, hoặc non tải

Trên đấy gọi là những phương pháp nâng cao hệ số công suất cos phi tự nhiên mà chúng ta phải làm trước khi lắp tủ bù công suất phản kháng.

Sau tất cả các bước này, nếu hệ số cos phi chưa được cải thiện như mong muốn, chúng ta nghĩ đến trang bị hệ thống tủ bù.

Lắp đặt tủ bù phải xác định vị trí bù công suất phản kháng một cách chính xác, và căn cứ vào công thức tính công suất phản kháng tụ điện để xác định lượng (kVar) phù hợp với đặc tính của tải.

Phương pháp bù nền : Tức là lắp tụ bù phản kháng trực tiếp vào mạng điện với một lượng nhỏ nhất định không thông qua bộ điều khiển nào. Cái này được căn cứ dựa trên lượng máy thường xuyên hoạt động và thiếu trầm trọng lượng điện phản kháng. Lưu ý phương pháp này phải tính toán một cách chính xác, tránh hiện tượng bù thừa

Bù rẽ nhánh từng khu:

Nghĩa là đấu nối trực tiếp tụ bù vào đầu dây các thiết bị tải, hoặc nhóm tải tiêu thụ kVar nhiều, sau khi được tính toán công suất phù hợp. Việc này ưu điểm là khi đóng tải cũng đồng thời đóng tụ bù, không gây bù dư. Nhược điểm là rải rác khó kiểm soát và bảo hành sửa chữa sau này.

Phương pháp lắp tủ bù công suất phản kháng tự động

Đây là bước cuối cùng, phổ biến nhất, an toàn và được nhiều chủ doanh nghiệp áp dụng, bởi vì

1. Hệ thống tủ bù là một khối đồng nhất, được sản xuất theo quy chuẩn, dễ dàng lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng sau này.
2. Tất cả các quy trình bù được điều khiển bằng bộ điều khiển tụ bù một cách tự động, khoa học và thông minh, không cần sự can thiệp của con người
3. Không bao giờ có hiện tượng bù dư, bù phản kháng âm. Lượng điện năng phản kháng sẽ được cung cấp đầy đủ, không thừa, không thiếu.
4. Chi phí hợp lý sẽ thu hồi lại vốn trong vòng 5 tháng đến 1 năm dựa trên lượng tiền điện phạt VC trước đó

Công thức tính công suất phản kháng : 

Thực tế nó trải qua nhiều bước tính toán phức tạp nhưng muốn truyền đạt cho khách hàng một cách ngắn gon được tóm tắt như sau.

Để tính được lượng kVar cần bù ta phải tính được tổng lượng công suất thực P của toàn hệ thống tải, và hệ số công suất của tải trước khi lắp tụ bù ( cos phi).

Sau đó chuyển đổ cos phi ra tan phi ( trước khi bù). Căn cứ vào yêu cầu của sở điện lực ( Thông tư mới nhất) hệ số công suất cos phi yêu cầu không bị phạt là 0.9 nên ta xác định được tan phi sau khi bù

Công suất phản kháng cần bù được tính là.

Q( kvar) = P *( Tan phi 1 – Tan phi 2)

Và từ đó ta xác định tủ bù, cấp tụ bù cho phù hợp với doanh nghiệp của mình

Trên đây là những chia sẻ của mình giúp các bạn thêm thông tin về công suất phản kháng. Trong qua trình đọc hiểu có cái gì vướng mắc, đừng ngần ngại gọi cho mình qua số điện thoại : 0982803528

Văn phòng đại diện : Số 22 Tạ Quang Bửu – Hai Bà Trưng – TP Hà Nội

Xin chào và hẹn gặp lại với bài viết tiếp theo