Tủ tụ bù là một thiết bị điện quen thuộc trong hệ thống điện, có vai trò cải thiện hệ số công suất và giảm chi phí vận hành. Tuy nhiên, nhiều khách hàng vẫn còn băn khoăn về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tủ tụ bù. Bài viết này, Newtop sẽ cung cấp thông tin chi tiết để giúp bạn hiểu rõ hơn trước khi đưa ra quyết định lựa chọn sản phẩm.
Tủ tụ bù là gì?
Tụ bù là một khái niệm chỉ tập hợp các vật dẫn được đặt gần nhau, cách ly bởi một lớp điện môi cách điện, có khả năng tích trữ và giải phóng năng lượng điện trong mạch. Thiết bị này còn được biết đến với nhiều tên gọi khác nhau như tụ bù điện, tụ bù công suất hay tụ bù công suất phản kháng.
Tủ tụ bù được cấu tạo bởi các tụ bù điện được kết nối song song với các tải và được điều khiển bởi bộ điều khiển bù tự động. Chức năng chính của tủ là nâng cao hệ số công suất cos phi, từ đó giảm công suất phản kháng (công suất vô công) và tối thiểu hóa tổn thất điện năng, dẫn đến tiết kiệm chi phí. Việc sử dụng tủ giúp người đầu tư giảm bớt hoặc loại bỏ hoàn toàn chi phí phạt do công suất phản kháng vượt quy định của ngành điện lực.
👉 Tụ bù là gì? Định nghĩa, cấu tạo và phân loại chi tiết
Cấu tạo của tủ tụ bù
Vỏ tủ
Thường được chế tạo từ thép tấm, bề mặt được phủ lớp sơn tĩnh điện để tăng cường độ bền và khả năng cách điện. Thiết kế có thể theo dạng khung với độ dày tôn từ 2.0 – 3.0mm, hoặc sử dụng thép tấm dày 1.5 – 2.0mm. Các chi tiết được gia công bằng máy CNC có độ chính xác cao.
Tủ có thể lắp đặt trong nhà hoặc ngoài trời, với cấp bảo vệ IP thường dao động từ IP 43 đến IP 55.
Tụ bù
Đây là thành phần cốt lõi, có chức năng bù công suất phản kháng. Việc lựa chọn loại tụ bù phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng và công suất yêu cầu. Có 2 loại tụ bù chính là tụ bù khô và tụ bù dầu.
- Tụ bù khô: Có hình dạng trụ thon dài, thiết kế gọn nhẹ, dễ dàng di chuyển, lắp đặt và thay thế khi cần, đồng thời tiết kiệm không gian. Loại này thường được sử dụng cho các hệ thống có công suất bù nhỏ và yêu cầu chất lượng điện ở mức tương đối.
- Tụ bù dầu: Có hình dạng chữ nhật, cho độ bền cao hơn so với tụ bù khô. Chúng phù hợp với mọi loại hệ thống bù công suất, đặc biệt là các hệ thống điện có công suất lớn hoặc chất lượng điện không tốt.
Ngoài ra, tụ bù còn được phân loại theo điện áp, bao gồm tụ bù hạ thế 1 pha và tụ bù hạ thế 3 pha. Dung lượng của tụ bù thường nằm trong khoảng từ 5 đến 50 kVAr.
Bộ điều khiển tụ bù
Bộ phận này có vai trò tự động bật/tắt các tụ bù dựa trên tín hiệu đo lường hệ số công suất (cos phi). Điều này giúp hệ thống vận hành thông minh, ổn định và an toàn. Bộ điều khiển có thể hoạt động ở chế độ thủ công (Manual) hoặc tự động (Automatic). Nó được lập trình để tối ưu hóa quá trình đóng cắt các tụ bù, đáp ứng chính xác nhu cầu của từng ứng dụng.
Contactor
Là thiết bị dùng để đóng ngắt mạch điện cho tụ bù, bao gồm các loại như cầu dao và contactor. Các contactor này được kết nối với bộ điều khiển để thực hiện chức năng đóng ngắt mạch điện của tủ tụ.
Các thiết bị bảo vệ
Bao gồm các thiết bị nhằm ngăn ngừa các sự cố như dòng rò, quá tải, ngắn mạch, đảm bảo an toàn cho hệ thống và các tụ bù. Các thiết bị này có thể bao gồm aptomat tổng, aptomat cho từng cấp tụ bù và cuộn kháng lọc sóng hài.
Dây dẫn và phụ kiện
Đảm bảo việc kết nối các linh kiện bên trong tủ tụ một cách an toàn và hiệu quả. Các phụ kiện này có thể bao gồm đèn báo pha, đồng hồ đo điện áp (Volt) và dòng điện (Ampe), v.v
👉 Các thiết bị trong tủ điện công nghiệp nhất định phải có
Nguyên lý hoạt động của tủ tụ bù
Tủ tụ bù được thiết kế để đo lường sự sai lệch pha giữa điện áp và dòng điện, nếu giá trị này nhỏ hơn mức đã được cài đặt. Tủ có thể được bố trí trong nhà hoặc ngoài trời, và có thể tích hợp chung với tủ phân phối tổng MSB hoặc lắp đặt riêng biệt. Bộ điều khiển tụ được lập trình thông minh để tối ưu hóa quy trình đóng ngắt các tụ sao cho phù hợp với nhu cầu đặc thù của từng ứng dụng.
Các phương pháp bù phổ biến bao gồm:
- Bù liên tục
- Bù theo tín hiệu
- Bù tập thể
- Bù theo nhóm nhỏ
- Bù cho từng phụ tải
Ứng dụng của tủ tụ bù
Việc sử dụng tủ tụ bù mang lại lợi ích trong việc cải thiện hệ số công suất, giảm lãng phí điện năng và tăng cường hiệu suất hoạt động của hệ thống điện.
- Lĩnh vực sản xuất công nghiệp: Các nhà máy thường vận hành nhiều thiết bị như động cơ điện, máy biến áp, lò nung… vốn có tính cảm kháng cao, tiêu thụ nhiều công suất phản kháng, dẫn đến hệ số công suất thấp. Lắp đặt tủ tụ bù giúp cải thiện hệ số công suất cosφ, giảm tổn thất điện năng trên đường dây, từ đó góp phần tiết kiệm điện năng và giảm hóa đơn tiền điện.
- Các công trình cao tầng, trung tâm thương mại: Hệ thống chiếu sáng, điều hòa, thang máy, máy bơm nước… tại các tòa nhà cao tầng cũng là những thiết bị tiêu thụ đáng kể công suất phản kháng. Tủ tụ bù hỗ trợ tối ưu hóa hệ thống điện, giảm chi phí vận hành cho các tòa nhà.
- Các lĩnh vực khác: Bên cạnh những ứng dụng đã nêu, tủ tụ bù còn được ứng dụng rộng rãi trong các mạng điện hạ thế, phục vụ các hệ thống điện có phụ tải mang tính cảm kháng cao như bệnh viện, trường học…
Bí quyết chọn lựa tủ tụ bù thích hợp
Để hệ thống điện của bạn hoạt động hiệu quả và ổn định, việc chọn đúng tủ tụ bù là điều kiện tiên quyết để bù công suất phản kháng. Để đưa ra quyết định phù hợp, bạn cần cân nhắc kỹ lưỡng các khía cạnh sau:
- Xác định lượng công suất phản kháng cần bù của hệ thống điện: Bước khởi đầu và quan trọng nhất là phải tính toán chính xác mức công suất phản kháng mà hệ thống yêu cầu được bù. Việc này cần dựa trên các thông số kỹ thuật của hệ thống cùng với mức tiêu thụ điện năng thực tế.
- Chọn loại tủ tụ bù tương thích với điện áp và công suất hệ thống: Tủ tụ bù có nhiều mức điện áp và công suất khác nhau. Việc chọn lựa tủ có thông số kỹ thuật phù hợp với hệ thống điện là vô cùng cần thiết, nhằm tránh tình trạng quá tải hoặc hoạt động không hiệu quả.
- Lựa chọn loại tụ bù (khô hay dầu) phù hợp với môi trường và yêu cầu kỹ thuật: Tùy thuộc vào điều kiện môi trường lắp đặt (như nhiệt độ, độ ẩm) và các yêu cầu kỹ thuật riêng của hệ thống, bạn có thể chọn loại tụ bù khô hoặc tụ bù dầu sao cho hợp lý.
- Chọn phương thức điều khiển (thủ công hay tự động) theo nhu cầu sử dụng: Tủ tụ bù có thể được vận hành bằng tay (thủ công) hoặc hoạt động tự động. Việc lựa chọn phương thức điều khiển phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa hiệu quả bù công suất và hạn chế tối đa sự can thiệp của con người.
👉 Tụ bù 3 pha: Cấu tạo, lợi ích và cách lắp đặt chuẩn an toàn
Hy vọng, những thông tin mà Newtop cung cấp sẽ giúp bạn nắm rõ tủ tụ bù là gì và những ứng dụng quan trọng trong thực tế. Qua đó, mong rằng bạn sẽ biết cách sử dụng điện một cách hiệu quả, tiết kiệm năng lượng và chi phí cho doanh nghiệp.
