Tụ Bù Là Gì? Sử Dụng Tụ Bù Có Tiết Kiệm Điện Không?

Xem thêm: Những điều cần biết về tụ bù trung thế Samwha

Tụ bù là gì?

Tụ bù tiếng anh là Compensate capacitor, đây là thiết bị được sử dụng trong các mạch điện để bù công suất phản kháng và tránh bị phạt theo quy định ở nước ta.

Là một thành phần phổ biến trong mạch điện. Tuy nhiên nhiều người vẫn thắc mắc tụ bù là gì? Sử dụng tụ bù như thế nào hiệu quả? Trong thực tế, tụ bù chỉ là một trong số các tên gọi mà được nhiều người sử dụng phổ biến. Ngoài ra chúng còn được gọi bằng một số tên khác như: Tụ bù điện, tụ bù công suất, tụ bù công suất phản kháng,…

Xét về khái niệm khoa học chúng ta có thể hiểu như sau. Tụ bù là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và được ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện (điện môi). Tụ điện được sử dụng để tích và phóng điện trong mạch điện. Muốn tích điện cho tụ bù người ta sẽ nối hai bản cực của tụ bù với nguồn điện. Bản được rồi với cực dương sẽ tích điện dương. Còn bản nối với cực âm thì sẽ được tích điện âm.

Đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ bù ở một hiệu điện thế nhất định thì được gọi là điện dung. Điện dung sẽ được tính theo công thức lấy thương số giữa điện tích của tụ bù và hiệu điện thế giữa hai bản tụ của tụ điện.

Cấu tạo của tụ bù

Thường là sẽ có một loại tụ giấy ngâm dầu đặc biệt. Ngoài ra còn bao gồm hai bản cực là các lá nhôm dài được cách điện bằng các lớp giấy. Toàn bộ được cố định trong một bình hàn kín, hai đầu bản cực được đưa ra ngoài để nối với nguồn điện.

Nguyên lý hoạt động của tụ bù

Tụ bù được ứng dụng trong rất nhiều các mạch điện và ở nhiều địa điểm khác nhau. Nguyên lý hoạt động của tụ bù:

• Khi công suất được truyền từ nguồn đến tải thì có 2 loại công suất được sinh ra là công suất phản kháng và công suất tác dụng. Công suất tác dụng là phần chúng ta cần, nó sinh ra công hữu ích cho đơn vị.
• Còn phần công suất còn lại không sinh ra công nên ta sử dụng tụ bù công suất phản kháng, nhằm nâng cao hệ số công suất cos phi.

Tổng hợp của hai công suất này được gọi là công suất biểu kiến và có mối quan hệ mật thiết với 2 công suất còn lại theo công thức:

• P= S. cosϕ.
• S² = P² + Q²
• Q = S. sinϕ.

Trong đó: S là công suất biểu kiến.

• P là công suất tác dụng
• Q là công suất phản kháng

Ý nghĩa: Hệ số cos ϕ càng cao thì tải sẽ sinh ra càng nhiều công. Khi tụ bù được sử dụng trong mạch, thì nguồn chỉ cung cấp một phần Q, phần còn lại do tụ bù bù vào từ đó giúp P tăng lên.

Phân loại tụ bù

Để phân loại tụ bù, người ta dựa vào 2 yếu tố đó là: Cấu tạo và điện áp.

Phân loại theo cấu tạo

Xét về hình thức cấu tạo, tụ bù có hai loại đó là tụ bù khô và tụ bù dầu. 

• Tụ bù khô là loại có bình tròn dài. Ưu điểm nhỏ gọn, có trọng lượng nhẹ, dễ lắp đặt và thay thế, chiếm ít diện tích trong tủ điện. Tụ điện khô thường có giá thành thấp hơn tụ điện dầu. Tụ bù khô thường được sử cho các hệ thống điện cần bù công suất nhỏ. Tụ bù khô phổ biến trên thị trường Việt Nam hiện nay có các giải công suất bù 10, 15, 20, 25, 30kVAr. Tuy nhiên một số hãng khác có loại nhỏ 2.5, 5kVAr và loại lớn cỡ 40, 50kVAr.

• Tụ bù dầu là loại hình chữ nhật, có cạnh sườn vuông hoặc tròn. Ưu điểm so với tụ bù khô là độ bền cao hơn, sử dụng được hết cho tất cả các hệ thống bù trong mạch điện. Đặc biệt là các hệ thống bù công suất lớn, chất lượng điện xấu, có sóng hài. Tụ bù dầu phổ biến trên thị trường hiện nay có các giải công suất bù 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50kVAr.

Phân loại theo điện áp

Phân loại theo điện áp thì tụ bàu hạ thế có 2 loại đó là 1 pha và 3 pha.

• Tụ bù hạ thế 1 pha: gồm các loại điện áp 230V, 250V
• Tụ bù hạ thế 3 pha: gồm các loại điện áp 415V và 440V. Loại tụ bù 415V thường được dùng trong các hệ thống điện áp có mức điện áp chuẩn 380V. Còn tụ bù 440V thường được sử dụng trong các hệ thống điện áp cao hơn điện áp chuẩn. Có các hệ thống sóng hài cần lắp kèm với cuộn lọc sóng hài.

Sử dụng tụ bù có tiết kiệm điện không?

• Trong các hệ thống điện sản xuất và điện sinh hoạt thường sẽ sử dụng nhiều thiết bị cảm kháng như động cơ, biến áp,… Các thiết bị này không những tiêu thụ công suất hữu công P(kW) = S*Cosφ mà còn tiêu thụ một lượng lớn công suất vô công Q (kVAr) = S*Sinφ. Gây nhiều tổn hao cho hệ thống điện. Trong đó φ (đọc là phi) chính là góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp. Thành phần công suất phản kháng làm cho tổng công suất truyền tải trên đường dây tăng lên gây tổn hao, quá tải, sụt áp,… Tổng công suất S (kVA) = P + iQ 

• Công suất phản kháng càng lớn thì Cosφ sẽ càng nhỏ. Trong quy định của ngành điện thì cosφ phải đạt mức thấp nhất 0.9. Nếu để cosφ dưới 0.9 thì đơn vị sử dụng điện sẽ bị phạt tiền mua công suất phản kháng. 
• Lắp đặt tụ bù là giải pháp để giảm công suất phản kháng. Đảm bảo cosφ của hệ thống điện luôn cao hơn 0.9 sẽ không bị phạt tiền. Trong thực tế cosφ thường được cài đặt ở ngưỡng 0.95. Tùy theo từng đơn vị sử dụng điện khi lắp tụ bù có thể tiết kiệm được vài chục % tiền điện hàng tháng do không bị phạt tiền cosφ. Lắp tụ bù không những tiết kiệm tiền điện do không bị phạt mà còn giảm được tổn hao trên đường dây, tiết kiệm một phần chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống điện như dây dẫn, thiết bị đóng cắt bảo vệ, máy biến áp,…

Xem thêm: Cách đấu tụ bù giúp giảm chi phí điện năng

Mục đích sử dụng tụ bù cho mạch điện

Trong hệ thống điện, tụ bù được sử dụng với mục đích để bù công suất phản kháng nhằm nâng cao hệ số công suất cosφ (cos phi), đảm bảo hiệu quả hoạt động của lưới điện và tránh trường hợp bị phạt tiền theo quy định của ngành điện lực. Do đó, việc lắp tụ bù sẽ giảm được một khoản tiền điện đáng kể hàng tháng (có thể giảm tới khoảng vài chục %). Tụ bù là một trong các thành phần chính trong tủ điện bù công suất phản kháng bên cạnh những thiết bị khác nhằm đảm bảo hệ thống bù hoạt động một cách thông minh, ổn định và an toàn như: Bộ điều khiển tụ bù, aptomat, khởi động từ, cuộn kháng lọc sóng hài, đồng hồ đo,…

• Tăng khả năng mang tải của đường dây.
• Hạn chế hiện tượng sụt áp trên hệ thống điện.
• Giúp tăng công suất của máy biến áp.
• Giảm tổn hao công suất.
• Tăng hệ số công suất cosφ (cos phi).

Cách lắp đặt tụ bù giúp tiết kiệm điện năng

Ứng dụng của việc lắp tủ điện tụ bù vào trong sản xuất mang ý nghĩa cực kỳ quan trọng. Tuy nhiên người dùng cũng cần lưu ý cách lắp đặt tụ bù đối với từng quy mô sản xuất khác nhau nhằm mang lại hiệu quả cao nhất.

Cách lắp đặt ở cơ sở sản xuất nhỏ

• Đặc điểm của cơ sở sản xuất nhỏ là: Thường có công suất tiêu thụ điện không cao, những thiết bị tạo ra sóng hài bé nên không cần sử dụng thiết bị lọc sóng hài, công suất phản kháng thấp. Nên các đơn vị sản xuất có thể xem xét, cân nhắc việc có cần phải lắp tụ điện tụ bù hay không, tùy vào khả năng kinh tế của mình.
• Cách lắp đặt tụ bù giúp tiết kiệm điện năng: Nếu cơ sở sản xuất muốn bù công suất phản kháng để có thể tiết kiệm chi phí điện thì chỉ cần sử dụng phương pháp bù tĩnh. Tủ điện tụ bù dùng để lắp đặt có cấu tạo khá đơn giản, gọn nhẹ, bao gồm: Vỏ tủ (kích thước 500x350x200mm), 1 aptomat để tắt bật và 1 tụ bù công suất bé 2.5, 5, 10 kVAr.

Cách lắp đặt ở cơ sở sản xuất vừa

• Đặc điểm của cơ sở sản xuất vừa là: Công suất tiêu thụ điện năng nằm ở mức trung bình, các thiết bị tạo ra sóng hài bé nên không cần sử dụng thiết bị lọc sóng hài, công suất phản kháng cũng ở mức trung bình.
• Phương pháp lắp đặt tụ bù để giúp tiết kiệm điện năng: Để không bị phạt tiền công suất phản kháng thì cơ sở cần lắp tủ điện tụ bù nhiều cấp. Bao gồm cả tụ bù thủ công (đóng ngắt bằng tay) và tụ bù tự động (điều khiển tự động).
• Tuy nhiên, việc dùng các cấp tụ bù đóng ngắt bằng tay sẽ không đảm bảo được độ nhanh nhạy cũng như chính xác và rất tốn thời gian, công sức để vận hành. Còn tụ bù tự động lại khắc phục được các hạn chế này của bù thủ công nên được rất nhiều đơn vị áp dụng.
• Điểm nổi bật của tụ bù tự động chính là độ chính xác và tính hợp lý. Thêm vào đó, bộ điều khiển tự động đóng ngắt thay phiên các cấp tụ bù, đảm bảo được độ bền của thiết bị. Bộ điều khiển tự động gồm có các loại từ 4 đến 14 cấp.
• Thiết bị tủ bù tự động chuẩn gồm: Vỏ tủ cao từ 1m – 1.2m, bộ điều khiển tự động, aptomat tổng, aptomat từng cấp tụ bù, contactor đóng ngắt được nối với bộ điều khiển, tụ bù, các thiết bị hỗ trợ khác (đồng hồ đo Volt, ampe, đèn báo pha,…) và tủ tụ bù tiết kiệm điện.

Cách lắp đặt ở cơ sở sản xuất lớn

• Đặc điểm của cơ sở sản xuất lớn: Công suất tiêu thụ điện năng của các thiết bị rất lớn và thường phải có trạm biến áp được lắp đặt riêng, để đảm bảo ổn định và bảo vệ tủ điện tụ bù thì đều cần phải có bộ phận lọc sóng hài.
• Phương pháp lắp đặt tụ bù giúp tiết kiệm điện năng: Cần phải lắp đặt tụ bù tự động có nhiều tụ công suất lớn, đồng thời lắp đặt thêm bộ phận lọc sóng hài để ngăn ngừa tình trạng nổ tụ bù.

Cách lựa chọn tụ bù

Lựa chọn loại tụ bù nào để đem lại hiệu quả tốt nhất cho hệ thống và tiết kiệm chi phí là băn khoăn của nhiều khách hàng. Đây là câu hỏi cực kỳ quan trọng trong bài toán thiết kế hệ thống bù công suất phản kháng cho cơ sở sản xuất. Để chọn được loại tụ bù thích hợp, cần hiểu rõ đặc thù của hệ thống điện của từng cơ sở từ đó quyết định lựa chọn:

• Điện áp bao nhiêu là phù hợp: Tụ 415V hay 440V,…
• Tụ khô hay tụ dầu
• Tụ bù do hãng nào sản xuất đảm bảo chất lượng và chi phí hợp lý?

Mua tụ bù ở đâu 

Công ty TNHH TM – DV – KT Điện Tiến Duy là đơn vị chuyên phân phối thiết bị điện dân dụng và điện công nghiệp có uy tín trên thị trường. Với nhiều năm hoạt động thì Tiến Duy đã có được sự tín nhiệm và của nhiều khách hàng trên cả nước.

Công ty luôn tự hào khi cung cấp những loại thiết bị chính hãng đến quý khách với mức giá hợp lý nhất. Các sản phẩm mà công ty chúng tôi phân phối đều là hàng chính hãng từ các nhà sản xuất uy tín.

Trên đây là thông tin tụ bù là gì, hy vọng qua bài viết này Tiến Duy đã giúp quý khách hình dung được các tính năng, công dụng và cách lựa chọn tụ bù phù hợp với thiết bị điện để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị điện trong quá trình sử dụng.