Công suất phản kháng là gì?

Công suất phản kháng điện là gì? Đây được hiểu đơn giản là một phần của công suất được tạo ra bởi từ trường trong các máy phát điện. Nó là thành phần đặc biệt đối với các tải cảm. Chúng vai trò quan trọng trong việc tạo ra từ trường trong quá trình khởi động.

Nếu không có công suất phản kháng (Reactive power), các tải có tính cảm sẽ không khởi động được. Nó có thể được hiểu là năng lượng không có công suất (vô công). Công suất Q được tạo ra bởi các thành phần phản kháng trong hệ thống điện xoay chiều.

Những tác động của công suất phản kháng

Trong lĩnh vực điện và điện tử, liên quan đến các hệ thống điện như mạng lưới điện, hệ thống điện tử, và các thiết bị điện tử khác. Tác động của Q có thể được xem xét từ hai góc độ chính: góc độ kỹ thuật và góc độ kinh tế.

Công suất phản kháng Q có những tác động tiêu cực về kinh tế và kỹ thuật. Nó không tạo ra công suất hữu ích và dẫn đến lãng phí tài nguyên kinh tế. Từ góc độ kỹ thuật, Q gây ra sụt áp trên đường dây và làm tăng tổn thất công suất trên đường truyền điện. Điều này ảnh hưởng đến hiệu suất và ổn định của hệ thống điện.

Do đó, để giảm tác động của công suất Q, ta cần áp dụng biện pháp bù công suất Q để tăng hệ số công suất cosφ. Quy định của Tập đoàn Điện lực Việt Nam yêu cầu hệ số công suất cosφ phải đạt từ 0,90 trở lên.

Mục đích của quy định này là giảm tổn thất công suất trên các thành phần của hệ thống cung cấp điện như máy biến áp và đường dây, đồng thời giảm tổn thất điện áp trên đường truyền. Đồng thời, nâng cao khả năng truyền tải điện của đường dây và máy biến áp.

Lý do cần bù công suất phản kháng?

Bù công suất phản kháng là một phần quan trọng trong quản lý năng lượng và tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống điện. Cần phải bù Q trong hệ thống điện vì các lý do sau:

Cải thiện hiệu suất hệ thống: Khi hệ thống điện có công suất phản kháng cao, nó tạo ra tải phản kháng, làm mất công suất và giảm hiệu suất hoạt động của hệ thống. Bằng cách bù công suất Q, ta có thể làm giảm tải phản kháng, cải thiện hiệu suất và tăng khả năng chuyển đổi năng lượng.
Tăng sức chứa hệ thống: Công suất Q giúp tăng sức chứa của hệ thống điện. Nó tạo ra khả năng chứa năng lượng dư thừa trong quá trình khởi động và chuyển đổi, giúp hệ thống vận hành ổn định và đáng tin cậy.

Cải thiện hệ số công suất: Bù công suất Q giúp cải thiện hệ số công suất của hệ thống. Hệ số công suất là chỉ số đo lường hiệu suất của hệ thống trong việc chuyển đổi năng lượng từ công suất hữu ích sang công suất Q. Một hệ số công suất gần 1 cho thấy hệ thống hoạt động hiệu quả và tối ưu.
Giảm mất công suất: Bù Q giúp giảm mất công suất trong hệ thống điện. Khi hệ thống có tải phản kháng cao, năng lượng sẽ bị lãng phí trong quá trình chuyển đổi. Bằng cách bù công suất Q, ta có thể giảm thiểu mất công suất và tối ưu hóa sử dụng năng lượng.

Công thức tính công suất phản kháng Q cần bù

Để tính Q cần bù và chọn tụ bù cho một tải, ta cần biết công suất (P) và hệ số công suất (Cosφ) của tải đó. Giả sử công suất của tải là P và hệ số công suất trước khi bù là Cosφ1, tương ứng với tgφ1. Sau khi bù, hệ số công suất của tải sẽ là Cosφ2, tương ứng với tgφ2. Công suất Q cần bù được tính bằng công thức:

Qb = P * (tgφ1 – tgφ2)

2 biện pháp nâng cao hệ số cosφ của công suất Q

Có 2 cách nâng cao công suất Q là nâng cao hệ số cosφ tự nhiên và nhân tạo. Để nắm rõ chi tiết, bạn hãy theo dõi phần thông tin sau đây của Bách Khoa Việt Nam.

Phương pháp nâng cao hệ số cosφ tự nhiên

Nâng cao hệ số công suất tự nhiên cosφ có ý nghĩa là áp dụng các biện pháp để giảm lượng công suất Q mà hộ tiêu thụ điện cần từ nguồn cung cấp.

Thay đổi và cải tiến quy trình công nghệ để thiết bị điện hoạt động ở chế độ tối ưu nhất.
Thay thế các động cơ hoạt động không tải bằng các động cơ có công suất nhỏ hơn.
Hạn chế hoạt động không tải của các động cơ.
Sử dụng động cơ đồng bộ thay vì động cơ không đồng bộ, nếu công nghệ cho phép.

Thay thế các máy biến áp hoạt động không tải bằng các máy biến áp có dung lượng nhỏ hơn.
Những biện pháp này nhằm tối ưu hóa sử dụng công suất và giảm công suất phản kháng trong hệ thống điện, giúp nâng cao hiệu suất và hiệu quả năng lượng.

Phương pháp nâng cao hệ số cosφ nhân tạo

Phương pháp để bù công suất Q được thực hiện bằng cách đặt các thiết bị bù Q tại các hộ tiêu thụ điện. Các thiết bị đó bao gồm:

Máy bù đồng bộ: Đây là động cơ đồng bộ hoạt động trong chế độ không tải.

Ưu điểm: Máy bù đồng bộ không chỉ có khả năng sản xuất Q, mà còn có khả năng tiêu thụ Q từ mạng điện.
Nhược điểm: Máy bù đồng bộ có phần quay nên việc lắp ráp, bảo dưỡng và vận hành phức tạp. Thường được sử dụng để bù tập trung với dung lượng lớn.

Bù bằng tụ: Đây là phương pháp làm cho dòng điện sớm pha hơn điện áp, từ đó tạo ra Q cung cấp cho mạng điện.

Ưu điểm:

Công suất nhỏ.
Dễ bảo dưỡng và vận hành.
Có thể điều chỉnh dung lượng bộ tụ bù theo sự phát triển của tải.
Giá thành tụ thấp hơn so với máy bù đồng bộ.

Nhược điểm:

Nhạy cảm với biến động của điện áp và không ổn định, đặc biệt dễ bị hỏng khi có ngắn mạch hoặc điện áp vượt quá mức định.
Tuổi thọ tụ bù có giới hạn và sẽ hư hỏng sau nhiều năm hoạt động.
Khi đóng tụ bù vào mạng điện, có thể xảy ra dòng điện xung, và khi cắt tụ điện khỏi mạng, trên cực của tụ vẫn còn điện áp dư, gây nguy hiểm cho người vận hành.Thích hợp sử dụng tụ bù điện cho các hộ tiêu thụ công suất phản kháng vừa và nhỏ (dưới 5000 kVAr).

Như vậy, bù công suất phản kháng được thực hiện thông qua việc sử dụng máy bù đồng bộ hoặc tụ bù. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, và sự lựa chọn phụ thuộc vào yêu cầu và quy mô của hệ thống điện cụ thể.

3 phương thức bù công suất Q bằng tụ bù

Bù riêng

Bù riêng được áp dụng khi công suất của động cơ đáng kể so với công suất của mạng điện. Bộ tụ bù được kết nối trực tiếp vào đầu dây của các thiết bị có tính cảm. Công suất của bộ tụ bù cần được giới hạn phù hợp với công suất (kW) của động cơ.

Ưu điểm:

Giảm tiền phạt do vấn đề tiêu thụ Q phát sinh.
Giảm dòng phản kháng đến động cơ.
Giảm kích thước và tổn hao dây dẫn trên tất cả các dây dẫn.

Nhược điểm:

Vận hành phức tạp.
Tụ bù chỉ hoạt động khi động cơ hoạt động.
Gây hiện tượng tự kích từ cho động cơ.

Bù theo nhóm

Ưu điểm:

Giảm tiền điện do giảm tiêu thụ Q.
Giảm dòng điện đến tủ điện công suất, tủ phân phối.
Giảm kích thước dây cáp đến các tủ phân phối.
Giảm thiểu tổn hao công suất trên dây dẫn.

Nhược điểm: Khi có sự thay đổi đáng kể của tải, có nguy cơ bù dư và cùng với đó là hiện tượng quá điện áp.

Bù tập trung

Bù tập trung thường áp dụng khi tải ổn định và liên tục. Bộ tụ bù được kết nối vào thanh góp hạ áp của tủ phân phối chính và được kích hoạt trong thời gian tải hoạt động.

Ưu điểm:

Giảm thiểu chi phí phạt do vấn đề tiêu thụ công suất phản kháng.
Vận hành và lắp đặt được đơn giản hóa.
Giảm tải cho máy biến áp và do đó có khả năng mở rộng thêm phụ tải khi cần thiết.

Nhược điểm:

Dòng điện phản kháng vẫn đi vào mạng điện từ tất cả các lộ ra của tủ phân phối chính.
Kích thước dây dẫn và tổn hao công suất trên dây dẫn của mạng điện sau vị trí lắp đặt tụ bù không được cải thiện.

Một số vấn đề khác liên quan đến công suất phản kháng

Tình trạng quá tải và quá dư công suất Q:

Quá tải công suất Q xảy ra khi Q tiêu thụ bởi hệ thống vượt quá công suất phản kháng được cung cấp. Điều này có thể gây tăng tải phản kháng, mất công suất và giảm hiệu suất hệ thống.
Quá dư công suất Q xảy ra khi Q được cung cấp bởi hệ thống lớn hơn Q tiêu thụ. Điều này có thể gây ra tải phản kháng quá thấp, làm tăng dòng điện không cần thiết và gây lãng phí năng lượng.

Tác động của công suất phản kháng đến hệ thống điện:

Công suất Q gây ra mất công suất và giảm hiệu suất hoạt động của hệ thống điện.
Nó tạo ra tải phản kháng, làm tăng dòng điện và gây mất năng lượng trong dây điện và các thành phần hệ thống.
Công suất phản kháng cao có thể gây ra hiện tượng suy hao điện áp, làm giảm điện áp đến các thiết bị và ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của chúng.

Một số giải pháp để giảm thiểu vấn đề công suất phản kháng:

Cân nhắc thiết kế hệ thống điện với công suất Q phù hợp để đảm bảo cân bằng giữa công suất hữu ích và công suất phản kháng.
Sử dụng thiết bị bù công suất phản kháng (Power Factor Correction – PFC) để cải thiện hệ số công suất và giảm công suất phản kháng.
Tối ưu hóa sử dụng tải điện, đảm bảo rằng các thiết bị hoạt động trong mức công suất phản kháng đúng và không gây tải phản kháng không cần thiết.
Thực hiện kiểm tra và hiệu chỉnh hệ thống điện để đảm bảo cân bằng công suất và công suất phản kháng trong hệ thống.
Đảm bảo việc đo và đánh giá công suất phản kháng chính xác để xác định vấn đề và áp dụng các biện pháp giảm thiểu phù hợp.

Mua thiết bị điện uy tín chất lượng ở đâu?

Bách Khoa Việt Nam là một địa chỉ đáng tin cậy để mua thiết bị điện uy tín và chất lượng. Công ty cung cấp các sản phẩm tủ điện và các linh kiện thay thế, lắp ráp đảm bảo đáp ứng được yêu cầu và tiêu chuẩn kỹ thuật.

Bách Khoa Việt Nam không chỉ chú trọng vào chất lượng sản phẩm mà còn mang đến dịch vụ tận tình. Nhân viên của họ sẽ hỗ trợ bạn trong việc chọn lựa sản phẩm phù hợp, tư vấn đầy đủ các thông số kỹ thuật.

Đơn vị Bách Khoa Việt Nam đã xây dựng được uy tín và danh tiếng trong lĩnh vực cung cấp thiết bị điện và các giải pháp công nghệ. Với kinh nghiệm và sự tận tâm, đơn vị này đảm bảo mang đến cho bạn những sản phẩm về điện cũng như van gió, ống gió chất lượng cùng dịch vụ tốt nhất. Và nếu bạn cần thêm thông tin về báo giá tủ điện, hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay!

Trụ sở chính: Số 10-A16, KĐT Geleximco A, Đại Lộ Thăng Long, An Khánh, Hoài Đức, TP. HN
Nhà máy 1: Chợ Cá – Tân Tiến – Chương Mỹ – Hà Nội
Nhà máy 2: Thôn Lập Thành, Đông Xuân, Quốc Oai, Hà Nội
Hotline – HN: 0967 50 50 30
Khu vực phía Nam: Tầng 08, Tòa nhà Pearl Plaza, số 561A Điện Biên Phủ, Phường 25, Quận Bình Thạnh, TP Hồ Chí Minh
Nhà máy 3: Khu Phố 8, Uyên Hưng, Tân Uyên, Bình Dương
Hotline – HCM: 093 146 8833
Email: baogia@bkvietnam.vn
Website: https://bkvietnam.vn/

Công suất phản kháng là gì?