Tụ bù nền là gì? Ứng dụng cụ thể và cách tính toán

Tụ bù nền là gì? là lượng tự bù được đóng thường trực trong hệ thống điện. Dung lượng của tụ bù nền thường phải đảm bảo không gây ra hiện tượng bù dư.

Cần phân biệt bù nền và bù riêng lẻ : bù nền dùng cho 1 nhóm thiết bị hoặc cả phân xưởng, bù riêng áp dụng cho 1 thiết bị. Cách lắp đặt và hoạt động của bù nền và bù riêng khá giống nhau

Bù nền thường được thực hiện qua MCCB hoặc contactor. Có thể sử dụng thêm 1 relay dòng điện phục vụ cho bù nền

Giả sử rằng bạn có 1 nhà máy có công suất đỉnh là 160kW, hệ số công suất Cosphi trước khi bù là 0.75, hệ số công suất bạn mong muốn sau khi bù là 0.95. Nhà máy này làm việc liên tục 24/24. Trong quá trình hoạt động, khảo sát nhận thấy nhà máy chỉ hoạt động tại các mức công suất 100kW, 110kW, 120kW, 130kW, 140kW, 150kW và 160kW. Chúng ta sẽ cùng xem xét và so sánh 2 phương án bù sau đây

Phương án 1 : Bù ứng động 5 cấp x 20kvar

bù ứng động 5 cấp


Hoạt động của bộ điều khiển lúc này như bảng sau

Công suất (kW) 100 110 120 130 140 150 160
Dung lượng cần bù (kVar) 55.0 60.5 66.0 71.5 77.0 82.5 88.0
Dung lượng bù (kVar) 60.0 60.0 80.0 80.5 80.0 80.0 100.0
Sai số bù (kVar) 5.0 0.5 14.0 9.5 3.0 -2.5 12.0


Phương án 2 : Bù nền 1 cấp 50kvar + ứng động 4 cấp x 10kvar

bù nền


Hoạt động của bộ điều khiển lúc này như bảng sau

Công suất (kW) 100 110 120 130 140 150 160
Dung lượng cần bù (kVar) 55.0 60.5 66.0 71.5 77.0 82.5 88.0
Dung lượng bù (kVar) 60.0 60.0 70.0 70.5 80.0 80.0 90.0
Sai số bù (kVar) 5.0 0.5 14.0 4.0 3.0 -2.5 2.0


Nhận xét: trường hợp có sử dụng tụ bù nền thì lượng bù đáp ứng chính xác hơn.

Tuy nhiên, nếu chúng ta tiến hành tụ bù nền không phù hợp dễ dẫn đến hư hỏng thiết bị trong thời gian không tải vì tụ bù nền sẽ gây hiện tượng quá điện áp. Một giải pháp hữu hiệu để phòng trường hợp này là tụ bù nền được đóng cùng với công tắc mở nguồn của 1 hệ thống máy móc.

Tính toán tụ bù nền

Trong quá trình thiết kế, kỹ sư thiết kế sẽ dựa vào hệ số đồng thời, công suất đặt, hệ số công suất trung bình để tính toán tụ bù nền

Chúng ta cũng có thể tính toán tụ bù nền dựa vào công suất của máy biến áp

Trường hợp hệ thống đang hoạt động mà cần đo đạc, tính toán lượng bù nền thì ta cần theo dõi phụ tải và ghi nhận công suất, cos phi tại nhiều thời điểm và tính toán như bình thường

ách tính dung lượng tụ bù

 

Cách tính dung lượng tụ bù cần thiết để nâng cao hệ số công suất cos phi, giảm tiền phạt

Công thức tính dung lượng tụ bù

Để chọn tụ bù cho một tải nào đó thì ta cần biết công suất (P) của tải đó và hệ số công suất (Cosφ) của tải đó :
Giả sử ta có công suất của tải là P
Hệ số công suất của tải là Cosφ1 → φ1 → tgφ1 ( trước khi bù, cosφ1 nhỏ còn tgφ1 lớn )
Hệ số công suất sau khi bù là Cosφ2 → φ2 → tgφ2 ( sau khi bù, cosφ2 lớn còn tgφ2 nhỏ)
Công suất phản kháng cần bù là Qb = P (tgφ1 – tgφ2 ).
Từ công suất cần bù ta chọn tụ bù cho phù hợp trong bảng catalog của nhà cung cấp tụ bù.

Giả sử ta có công suất tải là P = 100 (KW).
Hệ số công suất trước khi bù là cosφ1 = 0.75 → tgφ1 = 0.88
Hệ số công suất sau khi bù là Cosφ2 = 0.95 → tgφ2 = 0.33
Vậy công suất phản kháng cần bù là Qbù = P ( tgφ1 – tgφ2 )
Qbù = 100( 0.88 – 0.33 ) = 55 (KVAr)

Từ số liệu này ta chọn tụ bù trong bảng catalogue của nhà sản xuất giả sử ta có tụ 10KVAr. Để bù đủ cho tải thì ta cần bù 6 tụ 10 KVAr tổng công suất phản kháng là 6×10=60(KVAr). 

 

Bảng tra dung lượng tụ cần bù

Phương pháp tính dung lượng cần bù theo công thức thường rất mất thời gian và phải có máy tính có thể bấm được hàm arcos, tan. Để quá trình tính toán nhanh, người ta thường dung bảng tra hệ số để tính dung lượng tụ bù

Lúc này, ta áp dụng công thức : Qb = P*k

Với k là hệ số cần bù tra trong bảng tra dưới đây

Cosφ2
Cosφ1
0.88 0.89 0.90 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 1.00
0.50 1.19 1.22 1.25 1.28 1.31 1.34 1.37 1.40 1.44 1.48 1.53 1.59 1.73
0.51 1.15 1.17 1.20 1.23 1.26 1.29 1.32 1.36 1.39 1.44 1.48 1.54 1.69
0.52 1.10 1.13 1.16 1.19 1.22 1.25 1.28 1.31 1.35 1.39 1.44 1.50 1.64
0.53 1.06 1.09 1.12 1.14 1.17 1.20 1.24 1.27 1.31 1.35 1.40 1.46 1.60
0.54 1.02 1.05 1.07 1.10 1.13 1.16 1.20 1.23 1.27 1.31 1.36 1.42 1.56
0.55 0.98 1.01 1.03 1.06 1.09 1.12 1.16 1.19 1.23 1.27 1.32 1.38 1.52
0.56 0.94 0.97 1.00 1.02 1.05 1.08 1.12 1.15 1.19 1.23 1.28 1.34 1.48
0.57 0.90 0.93 0.96 0.99 1.02 1.05 1.08 1.11 1.15 1.19 1.24 1.30 1.44
0.58 0.86 0.89 0.92 0.95 0.98 1.01 1.04 1.08 1.11 1.15 1.20 1.26 1.40
0.59 0.83 0.86 0.88 0.91 0.94 0.97 1.01 1.04 1.08 1.12 1.17 1.23 1.37
0.60 0.79 0.82 0.85 0.88 0.91 0.94 0.97 1.00 1.04 1.08 1.13 1.19 1.33
0.61 0.76 0.79 0.81 0.84 0.87 0.90 0.94 0.97 1.01 1.05 1.10 1.16 1.30
0.62 0.73 0.75 0.78 0.81 0.84 0.87 0.90 0.94 0.97 1.01 1.06 1.12 1.27
0.63 0.69 0.72 0.75 0.78 0.81 0.84 0.87 0.90 0.94 0.98 1.03 1.09 1.23
0.64 0.66 0.69 0.72 0.74 0.77 0.81 0.84 0.87 0.91 0.95 1.00 1.06 1.20
0.65 0.63 0.66 0.68 0.71 0.74 0.77 0.81 0.84 0.88 0.92 0.97 1.03 1.17
0.66 0.60 0.63 0.65 0.68 0.71 0.74 0.78 0.81 0.85 0.89 0.94 1.00 1.14
0.67 0.57 0.60 0.62 0.65 0.68 0.71 0.75 0.78 0.82 0.86 0.90 0.97 1.11
0.68 0.54 0.57 0.59 0.62 0.65 0.68 0.72 0.75 0.79 0.83 0.88 0.94 1.08
0.69 0.51 0.54 0.56 0.59 0.62 0.65 0.69 0.72 0.76 0.80 0.85 0.91 1.05
0.70 0.48 0.51 0.54 0.56 0.59 0.62 0.66 0.69 0.73 0.77 0.82 0.88 1.02
0.71 0.45 0.48 0.51 0.54 0.57 0.60 0.63 0.66 0.70 0.74 0.79 0.85 0.99
0.72 0.42 0.45 0.48 0.51 0.54 0.57 0.60 0.64 0.67 0.71 0.76 0.82 0.96
0.73 0.40 0.42 0.45 0.48 0.51 0.54 0.57 0.61 0.64 0.69 0.73 0.79 0.94
0.74 0.37 0.40 0.42 0.45 0.48 0.51 0.55 0.58 0.62 0.66 0.71 0.77 0.91
0.75 0.34 0.37 0.40 0.43 0.46 0.49 0.52 0.55 0.59 0.63 0.68 0.74 0.88
0.76 0.32 0.34 0.37 0.40 0.43 0.46 0.49 0.53 0.56 0.60 0.65 0.71 0.86
0.77 0.29 0.32 0.34 0.37 0.40 0.43 0.47 0.50 0.54 0.58 0.63 0.69 0.83
0.78 0.26 0.29 0.32 0.35 0.38 0.41 0.44 0.47 0.51 0.55 0.60 0.66 0.80
0.79 0.24 0.26 0.29 0.32 0.35 0.38 0.41 0.45 0.48 0.53 0.57 0.63 0.78
0.80 0.21 0.24 0.27 0.29 0.32 0.35 0.39 0.42 0.46 0.50 0.55 0.61 0.75
0.81 0.18 0.21 0.24 0.27 0.30 0.33 0.36 0.40 0.43 0.47 0.52 0.58 0.72
0.82 0.16 0.19 0.21 0.24 0.27 0.30 0.34 0.37 0.41 0.45 0.49 0.56 0.70
0.83 0.13 0.16 0.19 0.22 0.25 0.28 0.31 0.34 0.38 0.42 0.47 0.53 0.67
0.84 0.11 0.13 0.16 0.19 0.22 0.25 0.28 0.32 0.35 0.40 0.44 0.50 0.65
0.85 0.08 0.11 0.14 0.16 0.19 0.22 0.26 0.29 0.33 0.37 0.42 0.48 0.62
0.86 0.05 0.08 0.11 0.14 0.17 0.20 0.23 0.26 0.30 0.34 0.39 0.45 0.59
0.87 0.03 0.05 0.08 0.11 0.14 0.17 0.20 0.24 0.28 0.32 0.36 0.42 0.57
0.88 0.00 0.03 0.06 0.08 0.11 0.14 0.18 0.21 0.25 0.29 0.34 0.40 0.54

 

Ví dụ:

Với bài toán như trên, từ cosφ1 = 0.75 và cosφ2 = 0.95. Ta gióng theo hàng và theo cột sẽ gặp nhau tại ô có giá trị k=0.55. Từ k = 0.55 ta tính toán tương tự sẽ ra kết quả như tính bằng công thức.

Các phương pháp bù công suất phản kháng

 

Phân loại các phương pháp bù công suất phản kháng (CSPK) thường được dùng trong nhà máy, xí nghiệp

Phân loại bù CSPK theo cấp điện áp

  1. Bù phía trung áp : thường sử dụng khi dụng lượng tù lớn hơn 2000Kvar
  2. Bù phía hạ áp : thường dùng với dung lượng bù nhỏ hơn 2000kvar

Phân loại bù CSPK theo vị trí lắp tụ bù

  1. Bù CSPK tập trung : thường dùng cho hệ thống có tải thay đổi liên tục, tải đa dạng
  2. Bù CSPK theo nhóm : thường dùng cho trường hợp tải tập trung ổn định theo nhóm
  3. Bù CSPK riêng lẻ cho từng thiết bị : thường dùng cho thiết bị có công suất trung bình, lớn, hoạt động mang tải ổn định

Phân loại bù CSPK theo cách đóng cắt tụ bù

  1. Bù nền (bù tĩnh): bù trực tiếp, thường dùng bù trước 1 phần công suất phản kháng mà không xảy ra dư công suất phản kháng
  2. Bú ứng động (tự động điều chỉnh hệ số công suất phản kháng): dùng cho hệ thống thay đổi, cần đáp ứng nhanh
  3. QUÝ CÔNG TY CÓ NHU CẦU TƯ VẤN VÀ BÁO GIÁ XIN LIÊN HỆ : 0938167838 MR.VƯƠNG